高性能的新型碳纳米管

高性能的新型碳纳米管

用于数据传输的同轴电缆广泛应用于航空航天、汽车和机器制造行业。以前，用于制造同轴电缆的大都是常规金属材料。为了满足航空航天和汽车工业对产品的轻量化要求，同时保证数据传输特性，提出了用一种高性能的碳纳米管来代替常规的商业电缆金属材料。该新型碳纳米管不但能防止信号衰减，而且其电导率也比传统的金属高大约两个数量级。另外，在该新型碳纳米管上镀锡铜，提高了同轴电缆的机械耐久性。与常规的金属材料相比，能够减轻组件质量97%。这些特性使得该碳纳米管成为商用电缆最有吸引力的替代品。

介绍了两种浸涂碳纳米管的方法。在氯磺酸溶液中，①间断的涂抹，直到达到厚度要求，然后通风干燥；②持续涂抹到指定厚度，然后烘干。浸涂碳纳米层厚度等级有3个：13±2μm、43±4μm和90±14μm。可以通过改变溶液浓度调节浸涂速度。

经过拉曼光谱仪测定，该高性能纳米管的折射率为0.34± 0.14。通过分析碳纳米束的强度光谱，发现碳纳米强度光谱排列符合高斯分布。试验测试了长度为14.2cm浸涂碳纳米管的抗疲劳性，结果表明了碳纳米管具有良好的抗疲劳性。还进行了浸涂碳纳米管电导率的测量，表明浸涂碳纳米管有很高的电导率。经过测量，长度为1m的碳纳米管具有1.5dB信号衰减，质量约为7g；而长度为1m商业金属电缆具有1dB的信号衰减，质量约为13g。虽然碳纳米管信号衰减程度较大，但是能显著减轻质量。

上述研究结果表明，碳纳米管在金属电缆替代应用中，最重要是新产品能否满足性能要求。通过进一步的设计与开发，碳纳米管在航空航天和汽车工业方面将会有很大的应用空间。

网址：http://www.acsami.org

作者：Francesca Mirri et al

编译：杨欣