碳纳米管应用研究取得重要进展

碳纳米管具有优异的力学、电学性能，同时具有密度小、比表面积大等优点，在聚合物复合材料的增强、增韧、导电和阻燃等方面发挥着重要作用，引起了广泛关注。中国科学院固体物理研究所纳米材料应用研究中心研究人员在碳纳米管材料的应用研究方面取得了可喜进展。研究发现：强极性纳米粒子在降低由覆盖在碳纳米管上的聚合物薄层引起的势垒、促进碳纳米管之间电子跃迁等方面发挥着重要的作用。

由于碳纳米管具有很大的比表面积和长径比，碳纳米管间存在着较强的范德华力和物理缠绕，使得碳纳米管在聚合物机体中的分散异常困难，从而限制了碳纳米管的应用，而碳纳米管的化学或物理改性为碳纳米管的良好分散提供了一条有效途径。然而，包覆或接枝到碳纳米管上的聚合物薄层又增加了碳纳米管之间的电子跃迁势垒，阻碍了碳纳米管之间的电子跃迁，从而限制了复合物电性能的提高。而强极性纳米粒子的加入则有效地降低了因覆盖在碳纳米管上的聚合物薄层引起的碳纳米管之间的势垒，促进了碳纳米管之间的电子跃迁，从而在不增加碳纳米管含量的条件下提高了复合物的电性能。此外，该中心研究人员还发现碳纳米管与传统无卤阻燃剂在阻燃方面也存在协同效应。

固体物理研究所的这一发现在提高聚合物复合物的导电和电磁屏蔽性能方面提供了新的方法思路，同时又赋予了导电聚合物复合物一些新的性能（如负离子释放、远红外保健、抑菌防霉变等）。此外，这项发现还可以有效减少碳纳米管的添加量，降低使用成本，具有规模化推广应用的价值。

（摘编）