华东理工大学《自然·通讯》：12.5 GPa超高强度，破碳纳米管纤维强度极限！

本文主要报告了华东理工大学王健农教授团队在碳纳米管纤维强度提升方面的突破性研究成果。背景方面，碳纳米管自被发现以来，其单个管具有极高的理论强度，但宏观纤维由于管间滑移导致强度远低于理论值。研究目的在于解决如何将碳纳米管的纳米级优异性能传递到宏观纤维中的长期挑战。结论上，团队创新性地提出了利用高速喷射的乙醇流体对预制碳纳米管纤维进行连续冲刷和收缩的“流体力学”方法。该方法显著改善了纤维内碳纳米管的取向度和堆积密度，大幅增强了管间的范德华力。实验结果显示，在最优条件下，纤维的比强度达到7.5×10⁶ N·m·kg⁻¹，绝对强度高达12.5 GPa，接近单个碳纳米管强度的下限值，同时兼具高杨氏模量、高电导率和高热导率。该研究成功打破了碳纳米管纤维的强度极限，为开发轻质高强且具备多功能特性的高性能材料开辟了新的技术路径。