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Intercalated carbon nanotube fibers with high specific electrical conductivity

碳纳米管 材料科学 电导率 电阻率和电导率 导电体 复合材料 纳米管 聚合物 碳纤维 化学工程 纤维 水分 导电的 电子 纳米技术 导电聚合物
作者
A. I. de Isidro-Gómez,Valentín Vassilev-Galindo,Anastasiia Mikhalchan,Mario Peláez-Fernández,Javier LLorca,Raúl Arenal,Juan J. Vilatela
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:392 (6796): 395-400 被引量:1
标识
DOI:10.1126/science.aeb0673
摘要

Translating the conductivity of individual carbon nanotubes into practical, macroscopic conductors remains a challenge. We report highly aligned fibers of double-walled carbon nanotubes intercalated with chains of tetrachloroaluminate anions (AlCl 4 − ) in the intertube channels. The AlCl 4 − intercalant acts as a noncovalent dopant, accepting 0.65 electrons per anion, mostly from the outer nanotube layer. Combined with a 17% intercalant volume fraction, it produces an increase in room-temperature conductivity to values as high as 24.5 mega-Siemens per meter, which is 41% of that of copper. Specific conductivity values reach 17,345 Siemens-meter squared per kilogram, which is superior to that of metals. These fibers are five times stronger and half the weight of conventional overhead cables while remaining stable in dry conditions and retaining 80% of their conductivity protected from moisture by a cable polymer sheath.
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