哈工大制成国际首个碳纳米管弹簧

    记者从哈尔滨工业大学获悉，国际知名期刊《先进材料》日前以封底配图形式，报道了哈尔滨工业大学航天学院复合材料与结构研究所赫晓东教授的研发团队在碳纳米管纤维方面的重大突破。该团队采用两步法制备出国际首个碳纳米管弹簧。《先进材料》审稿人高度评价了这一研究成果，称其是一种非常迷人的结构。

    这项成果主要由哈工大赫晓东、李宜彬、曹安源和他们共同指导的博士生上媛媛完成。据李宜彬介绍，传统的弹簧一般是用弹簧钢制成，用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄能量、测量力的大小等，而哈工大研发团队所发明的弹簧是由比钢还强的碳纳米管组成。研发团队采用两步法在国际上首次实现，先制出碳纳米管薄膜，再利用纺丝技术将碳纳米管薄膜纺成碳纳米管弹簧。该弹簧具有密度小、导电性能良好、柔性好、很高的比强度，具有优异的弹性能，尤其在延伸率方面显示出不可比拟的优势，其最大延伸率可以达到285%，而传统的碳纳米管纤维延伸率只有5%—10%。该碳纳米管弹簧在拉伸应变为20%时，经1000次拉伸循环仍保持稳定的弹簧系数（100N/m），且导电性能几乎没有衰减。

    这种碳纳米管弹簧直径可以达上百微米，而长度可以达几厘米，其纺丝结构具有广阔的应用前景，有望应用于可伸缩导体、柔性电极、微型应变传感器、超级电容器、集成电路、太阳能电池、场发射源、能量耗散纤维等领域，为制备出肉眼可见的碳纳米管电子器件提供了可能，还有望应用于医疗器械，比如拉力传感绷带等。这种新型结构还可以发展成具有多功能的碳纳米管纤维复合材料加以利用。