Influence of Carbon Nanotube Characteristics on Macroscopic Fiber Properties

材料科学 碳纳米管 纺纱 复合材料 纤维 极限抗拉强度 纵横比(航空) 拉曼光谱 织物 纳米技术 光学 物理
作者
Dmitri E. Tsentalovich,Robert J. Headrick,Francesca Mirri,Junli Hao,Natnael Behabtu,Colin C. Young,Matteo Pasquali
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:9 (41): 36189-36198 被引量:222
标识
DOI:10.1021/acsami.7b10968
摘要

We study how intrinsic parameters of carbon nanotube (CNT) samples affect the properties of macroscopic CNT fibers with optimized structure. We measure CNT diameter, number of walls, aspect ratio, graphitic character, and purity (residual catalyst and non-CNT carbon) in samples from 19 suppliers; we process the highest quality CNT samples into aligned, densely packed fibers, by using an established wet-spinning solution process. We find that fiber properties are mainly controlled by CNT aspect ratio and that sample purity is important for effective spinning. Properties appear largely unaffected by CNT diameter, number of walls, and graphitic character (determined by Raman G/D ratio) as long as the fibers comprise thin few-walled CNTs with high G/D ratio (above ∼20). We show that both strength and conductivity can be improved simultaneously by assembling high aspect ratio CNTs, producing continuous CNT fibers with an average tensile strength of 2.4 GPa and a room temperature electrical conductivity of 8.5 MS/m, ∼2 times higher than the highest reported literature value (∼15% of copper's value), obtained without postspinning doping. This understanding of the relationship of intrinsic CNT parameters to macroscopic fiber properties is key to guiding CNT synthesis and continued improvement of fiber properties, paving the way for CNT fiber introduction in large-scale aerospace, consumer electronics, and textile applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
细腻的碧萱完成签到 ,获得积分10
1秒前
知性的成完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
团子发布了新的文献求助10
2秒前
DW应助高仿一名采纳,获得10
2秒前
小蘑菇应助HZZ采纳,获得10
2秒前
2秒前
丘比特应助1010101010采纳,获得10
4秒前
5秒前
斯文败类应助syy采纳,获得10
5秒前
我要发SCI发布了新的文献求助10
6秒前
飞走了发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
hellowwpp发布了新的文献求助200
8秒前
鲸鱼不想发布了新的文献求助10
8秒前
阳光天磊发布了新的文献求助10
8秒前
曦曦完成签到,获得积分10
8秒前
ding应助AWAY采纳,获得10
8秒前
CHENRAN完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
waa完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
11秒前
11秒前
可可发布了新的文献求助10
11秒前
ljc发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
13秒前
十四完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
陈皮发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
lllllll发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
十四发布了新的文献求助10
17秒前
小二郎应助苹果高跟鞋采纳,获得10
17秒前
Orange应助苹果高跟鞋采纳,获得10
17秒前
momo完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
A Psychological Understanding of Criticism and Mental Health 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7752350
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9299471
关于积分的说明 20252584
捐赠科研通 7334632
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3310261
关于科研通互助平台的介绍 2461574
邀请新用户注册赠送积分活动 2322958