De ontwikkeling van methoden voor het assembleren van nanomaterialen tot macroscopische scaffoldmaterialen is cruciaal voor de huidige ontwikkeling van nanotechnologie. Echter, hoewel koolstofnanotubevezels superieure prestaties leveren,
De complexiteit van de bereidingsmethoden belemmert echter de brede toepassing van nieuwe materialen.
Onlangs werkten Hyeon Su Jeong en Seung Min Kim van de Koreaanse Academie voor Wetenschap en Technologie, evenals Chong Rae Park van de Seoul National University, samen om de haalbaarheid van een efficiënte en continue vezel-spinmethode voor het produceren van hoogwaardige koolstofnanobuis (CNT) vezels (CNTF's) te demonstreren. De onderzoeksresultaten werden gepubliceerd in het internationaal gerenommeerde uitgebreide academische tijdschrift Nature Communications onder de titel "Direct spinning and identification method for high performance carbon nanotube fibers".
In dit werk stelden onderzoekers een geoptimaliseerde spinmethode voor die de voordelen van natspinnen en directe spinmethoden combineert om snel en continu zeer uitgelijnde en verdichte CNTF's te produceren. Wanneer direct gesponnen CNTF wordt ondergedompeld in chloorsulfonzuur (CSA), dringt CSA door en protoneert CNT, waardoor CNTF uitzet. In deze toestand kan het op de juiste manier uitrekken van de CNTF de CNT herschikken en omwikkelen om de axiale uitlijning ervan te verbeteren. Wanneer de CNTF vervolgens wordt ondergedompeld in het coagulatiebad, wordt CSA geëxtrudeerd uit de goed gerangschikte CNTF's door fasescheiding die wordt aangestuurd door slechte oplosbaarheid om een hoog gevulde CNTF te vormen met een goed gerangschikte structuur. Van het synthetiseren van koolstofnanobuizen tot het bereiden van zeer dichte en netjes gerangschikte CNTF's, de verwerkingstijd is minder dan 1 minuut. Door de directe spinomstandigheden te optimaliseren, hebben onderzoekers met succes zeer georiënteerde en dichte koolstofnanobuizen bereid. De nieuw bereide koolstofnanotubes hebben een treksterkte van 4,44 N/tex en een specifieke geleidbaarheid van 2270S □ m2/kg.
Dit werk toont duidelijk aan dat het optimaliseren van het verdichtingsproces bij een geschikte mate van protonatie (DOP) en het verbeteren van de spinomstandigheden van initiële CNTF's cruciaal zijn voor het bereiken van een hoge verdichtingsefficiëntie en het verbeteren van de prestaties van koolstofnanotubes. De CNTF's die met deze methode worden bereid, hebben voordelen zoals een licht gewicht, treksterkte, hoge hardheid, goede geleidbaarheid en hoge flexibiliteit, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende toepassingen met een hoge toegevoegde waarde.
Cowint is de grootste DTF-filmfabriek in China