美國(guó)俄克拉荷馬州立大學(xué)的科學(xué)家在最新一期英國(guó)《自然材料學(xué)》雜志上報(bào)告了他們的這一成果。他們說(shuō),這種新的超硬材料是完全有機(jī)的,而且很輕,適用于制造植入人體并長(zhǎng)期發(fā)揮作用的醫(yī)療器件,在航天工業(yè)方面也有很好的應(yīng)用前景。
碳納米管是由碳原子網(wǎng)形成的空心圓柱,直徑只有幾納米,長(zhǎng)只有幾千納米(即幾微米),科學(xué)家一直希望能用它制造更好的碳纖維材料。對(duì)單個(gè)碳納米管的測(cè)試也表明,它確比一般用于制造賽車、網(wǎng)球拍的碳纖維更堅(jiān)固。但是,用大量碳納米管制造超硬材料的嘗試一直不太成功,因?yàn)槿绻阉鼈兿衿胀ㄌ祭w維那樣與聚合物混合,碳納米管很容易聚集成無(wú)用的團(tuán)塊,無(wú)法發(fā)揮其優(yōu)越性能。俄克拉荷馬州立大學(xué)的科學(xué)家使用的新方法,把材料交替浸在碳納米管水“溶液”和聚合物溶液里,使材料表面交替生成單分子層的碳納米管和聚合物。這就避免了碳納米管聚集成團(tuán)的問(wèn)題。通過(guò)往碳納米管上添加化學(xué)基團(tuán),促進(jìn)碳納米管和聚合物的結(jié)合,還可進(jìn)一步提高硬度。這樣制造出的材料硬度比普通的碳纖維材料要高幾倍,可與碳化硅纖維、碳化鉭等超硬材料相媲美。
科學(xué)家說(shuō),這種交替浸泡生成“夾心餅干式碳納米管”的方法并不困難,成本較低,但碳納米管本身的造價(jià)較高,是該技術(shù)付諸實(shí)用的一個(gè)阻礙。