碳納米管用于開發(fā)可充電的服裝
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【摘要】：

美國辛辛那提大學(xué)（UC）的研究人員正在與萊特-帕特森空軍基地合作，制造可以為電子設(shè)備充電的服裝。美國辛辛那提大學(xué)（UC）的研究人員正在與萊特-帕特森空軍基地合作，制造可以為電子設(shè)備充電的服裝。碳納米管的獨(dú)特特性使之成為可能：它具有強(qiáng)大、導(dǎo)電和耐熱的大表面積。UC的工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院與空軍研究實(shí)驗(yàn)室簽訂了為期五年的協(xié)議，開展能夠促進(jìn)軍事技術(shù)應(yīng)用的研究。UC的研究人員認(rèn)為，制造業(yè)處于碳復(fù)興的風(fēng)口浪尖，

美國辛辛那提大學(xué)（UC）的研究人員正在與萊特 - 帕特森空軍基地合作，制造可以為電子設(shè)備充電的服裝。

美國辛辛那提大學(xué)（UC）的研究人員正在與萊特 - 帕特森空軍基地合作，制造可以為電子設(shè)備充電的服裝。碳納米管的獨(dú)特特性使之成為可能：它具有強(qiáng)大、導(dǎo)電和耐熱的大表面積。

UC的工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院與空軍研究實(shí)驗(yàn)室簽訂了為期五年的協(xié)議，開展能夠促進(jìn)軍事技術(shù)應(yīng)用的研究。

UC的研究人員認(rèn)為，制造業(yè)處于碳復(fù)興的風(fēng)口浪尖，碳會在很多應(yīng)用中取代金屬。碳納米管將取代汽車和飛機(jī)中的銅線，以減輕重量并提高燃油效率。碳將過濾我們的水，并通過新的生物識別傳感器告訴我們更多關(guān)于我們的生命和身體的信息。碳還可能將取代聚酯和其他合成纖維。

通過合作，UC學(xué)生使用空軍實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)設(shè)備，包括X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描，來分析樣本。

UC研究人員在真空室內(nèi)通過稱為化學(xué)氣相沉積的方法在四分之一大小的硅晶片上生長納米管。每個(gè)粒子都有一個(gè)成核點(diǎn)，研究人員稱之為“種子”。他們把含碳?xì)怏w引入到反應(yīng)器中。當(dāng)碳?xì)怏w與 “種子”相互作用時(shí)，它會分解并重新形成在表面上。然后讓它生長，直到達(dá)到想要的大小。研究人員可以使用從酒精到甲烷的幾乎任何碳材料。

UC的納米世界實(shí)驗(yàn)室在2007年創(chuàng)造了一項(xiàng)世界紀(jì)錄，生產(chǎn)了一種長近2厘米的納米管，這是當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的最長的碳納米管陣列。今天這個(gè)實(shí)驗(yàn)室可以制造出更長很多倍的納米管。并且，這一小片碳變成了紡絲，就像蜘蛛的絲，可以編織成紡織品。

研究人員介紹：“我們可以像機(jī)器線一樣組裝它們，并將它們應(yīng)用于從傳感器到跟蹤水或儲能設(shè)備中的重金屬的應(yīng)用，包括超級電容器和電池?！睂姺絹碚f，這可能意味著換掉重型電池，為構(gòu)成士兵負(fù)載的越來越多的電子設(shè)備充電，如燈光、夜視和通訊設(shè)備。士兵攜帶重量的三分之一僅僅是為所有設(shè)備供電的電池類產(chǎn)品。所以，這對他們來說也是一個(gè)很大的優(yōu)勢。

目前碳納米管時(shí)裝成本還是太高。UC正在與那些更關(guān)心性能而不是成本的客戶合作。一旦完美合成，規(guī)模就會大幅增加，成本也會相應(yīng)下降，然后就會看到碳納米管擴(kuò)散到許多更多的應(yīng)用中。

圖：碳纖維可以纏繞成堅(jiān)固的導(dǎo)電線。像蜘蛛絲一樣，它有彈性和強(qiáng)壯。

目前，UC的實(shí)驗(yàn)室可以一次生產(chǎn)約50碼的碳納米管線進(jìn)行研究。而大多數(shù)大型紡織機(jī)器需要數(shù)英里的線。

空軍方面認(rèn)為，在之此前，大規(guī)模生產(chǎn)仍然是碳納米管技術(shù)尚未解決的問題之一，在擴(kuò)大工藝范圍方面還有很多工作要做。將碳納米管纖維從硅盤中拉出來對于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的研究是有利的，但不適用于制造飛機(jī)機(jī)翼或飛行服。

碳納米管的最大優(yōu)點(diǎn)是材料不短缺。它只需要一種金屬催化劑。