ACS Nano：具有高比电导率的单臂碳纳米管/铜核壳纤维

bionanoer

2023-05-05

碳纳米管（CNT）/Cu核壳纤维由于其比纯CNT纤维更高的导电性和比传统铜线更低的密度，是一种很有前途的轻质导体材料。然而，杂化纤维的电学性能一直不令人满意，主要是因为CNT–Cu界面相互作用较弱。中国科学院金属研究所刘畅和侯鹏翔制备了单壁碳纳米管（SWCNT）/Cu核壳纤维，该纤维在比电导率和载流能力方面优于商业铜线。

本文要点

（1）采用磁控溅射和电化学沉积相结合的方法，在湿纺SWCNT纤维表面涂覆致密均匀的Cu壳层。

（2）SWCNT/Cu核壳纤维具有（1.01±0.04）×10⁴ S m² kg^–1的超高比电导率，比Cu高56%。实验和模拟结果表明，湿纺SWCNT纤维表面的含氧官能团与溅射的Cu原子相互作用，产生强键合。经过5000多次弯曲循环后，该混合纤维很好地保持了其完整性和导电性。此外，同轴光纤的载流容量达到3.14×10⁵ A cm^–2，是商用铜线的三倍。

LeLe Xu, et al. Single-Walled Carbon Nanotube/Copper Core–Shell Fibers with a High Specific Electrical Conductivity. ACS Nano. 2023

DOI：10.1021/acsnano.3c00488

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c00488