Nature子刊：高温增强碳纳米管干胶粘附性！

粘结剂是日常生活中必不可少的化学品，主要包括低温和室温下（汽车制造、极地等领域）使用的高分子粘结剂和高温下（太阳能面板、航空航天等领域）使用的陶瓷或者金属粘结剂。这些传统粘结剂的粘附力一般会随着温度升高而降低，这是因为热量会引起界面成键断裂，黏弹性降低或者结构分解。尤其是剧烈温度变化，往往会导致粘结剂失效。

因此，开发新型高温粘结剂以及能经受温度变化的粘结剂是非常有必要的！

 

有鉴于此，Xu等人报道了一种违反常理的碳纳米管干粘结剂，高温可增强粘附性，并能经受大范围温度转变。

 

 

 

图1. 高温增强粘附性能

 

研究人员利用等离子体对垂直排列的双壁碳纳米管束进行处理，使顶部产生节点束。顶部节点很容易渗入粗糙表面，特别是温度较高的情况下。研究人员称之为“纳米-互锁”（nano-interlock）机理。

研究人员发现，在-196-1000℃温度区间内，温度升高最佳条件下会使粘附强度增强6倍，达到143 N cm^-2（4 X 4 mm），并在多次大范围温度转变过程中保持其粘附性。将这种特殊的CNT应用于导电双面胶时，不同于常规的粘附行为赋予其温度增强的热学和电学性能。

总之，这项研究工作为开发具有新性能的CNT干粘结剂起到了很好的借鉴的作用！

 

 

 

图2. 节点接触粘附模型

 

 

 

图3. 温度转变过程中的热学和电学性能

 

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Ming Xu, Liming Dai et al. Carbon nanotube dry adhesives with temperature-enhanced adhesion over a large temperature range. Nature Communications 2016, 7, 13450.