中國(guó)粉體網(wǎng)訊 石墨烯纖維在功能性應(yīng)用方面的杰出表現(xiàn)，比傳統(tǒng)碳纖維更加令人驚嘆。這些潛在的應(yīng)用涉及輕量級(jí)導(dǎo)電電纜線、高能量密度的可編織超級(jí)電容器、可穿戴太陽(yáng)能電池紡織品、環(huán)境響應(yīng)制動(dòng)器和微型電動(dòng)機(jī)等。石墨烯纖維的功能性應(yīng)用可能會(huì)化身為我們?nèi)粘Ｉ钪械拈_創(chuàng)性商業(yè)產(chǎn)品，而這相較于石墨烯宏觀材料的未來(lái)應(yīng)用情景無(wú)異于小巫大巫。
人類在發(fā)掘、創(chuàng)造和利用纖維方面的才智，不僅滿足了服裝和住所的基本需求，還推動(dòng)了技術(shù)和文化的重要進(jìn)展。19世紀(jì)前，主要包括植物纖維、動(dòng)物纖維和礦物纖維的天然纖維類被廣泛應(yīng)用，主導(dǎo)著人類生活。隨著社會(huì)發(fā)展，為滿足迅速增長(zhǎng)的需求，并彌補(bǔ)天然纖維可用性的不足，由石化產(chǎn)品制造的合成聚合物纖維面世了。盡管工業(yè)和日常生活中充斥著種類繁多的商業(yè)纖維，人類對(duì)具備更佳機(jī)械性能的新型纖維的積極探索卻從未停止。
碳纖維
碳纖維是一種兼具高性能和多功能的纖維類。自1883年在JosephSwan先生手中誕生開始，碳纖維非凡的機(jī)械性能就注定了其經(jīng)久不衰的魅力。除了卓越的強(qiáng)度，碳纖維還擁有豐富的功能特性，如良好的電/熱導(dǎo)率、對(duì)化學(xué)和惡劣環(huán)境的有利抗性、高溫下的穩(wěn)定性等。碳纖維的諸多優(yōu)異特點(diǎn)，使其成為飛機(jī)、車輛、電纜等許多高科技應(yīng)用中不可或缺的組成部分。
在材料研究者的世界，碳纖維并不是新型纖維的終極成果，而是一個(gè)有前途的開端。碳纖維各種優(yōu)點(diǎn)的主要理論基礎(chǔ)是互聯(lián)的石墨結(jié)構(gòu)，正是這種結(jié)構(gòu)將優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)性能綜合于一體。
石墨烯纖維
石墨烯纖維是一種新型的高性能碳纖維,擁有豐富的功能性。它的誕生為我們揭示了一種利用礦物石墨制作碳纖維的新思路。研究者們對(duì)石墨烯纖維的結(jié)構(gòu)和性能已有了初步認(rèn)識(shí)，其臨界控制參數(shù)也已得出。以這些理念為指導(dǎo)，石墨烯纖維的抗拉強(qiáng)度已升至GPa水平，電導(dǎo)率也更優(yōu)秀，其組合特性已得到迅速提升，有望達(dá)到與傳統(tǒng)碳纖維同等甚至更高的水平。
石墨烯纖維的最新進(jìn)展督促著我們解決該材料的核心問題，即提高其綜合性能——以機(jī)械強(qiáng)度和電/熱導(dǎo)率為主。在力學(xué)層面，通過(guò)優(yōu)化紡絲工藝參數(shù)，如拉伸比和紡絲速度，可使石墨烯纖維的排列更規(guī)律，微觀結(jié)構(gòu)更緊密。在原子層面，通過(guò)將外部交聯(lián)試劑引入間層，或?qū)⑹┢糠洲D(zhuǎn)化為金剛石結(jié)構(gòu)，可增強(qiáng)石墨烯片層間的間層作用，以期增加石墨烯纖維的機(jī)械強(qiáng)度。如今尤為重要的目標(biāo)是以更具體的特性和相應(yīng)屬性為基礎(chǔ)，建立石墨烯纖維的結(jié)構(gòu)模型。
石墨烯纖維在功能性應(yīng)用方面的杰出表現(xiàn)，比傳統(tǒng)碳纖維更加令人驚嘆。這些潛在的應(yīng)用涉及輕量級(jí)導(dǎo)電電纜線、高能量密度的可編織超級(jí)電容器、可穿戴太陽(yáng)能電池紡織品、環(huán)境響應(yīng)制動(dòng)器和微型電動(dòng)機(jī)等。石墨烯纖維的功能性應(yīng)用可能會(huì)化身為我們?nèi)粘Ｉ钪械拈_創(chuàng)性商業(yè)產(chǎn)品，而這相較于石墨烯宏觀材料的未來(lái)應(yīng)用情景無(wú)異于小巫大巫。
