“点石成金”的故事,如今在中科院新疆理化所的实验室里变成现实。该所研究人员以绝缘材料玄武岩纤维为基底,采用化学气相沉积技术,实现了不同碳纳米材料在玄武岩纤维表面的沉积和生长,使其具备导体特性。

  这一实验由中科院新疆理化所和德国德累斯顿莱布尼茨高分子研究所共同合作进行。近日,该研究结果发表在材料领域权威杂志《复合材料A:应用科学与制造》上。

  玄武岩纤维是一种以玄武岩为原料,通过熔融拉丝工艺制成的纤维材料。因在强度、耐温范围、生产成本、抗腐蚀性和生产过程环保等方面表现突出,被广泛地应用在过滤材料、建筑材料、纤维增强复合材料等领域。玄武岩矿石属于绝缘材料,这一属性限制了相应的纤维材料在导电领域的应用。

  在国家自然科学基金、国家“千人计划”和中德科研合作计划(PPP)等项目的支持下,中德研究团队尝试以玄武岩纤维为基底,利用其本身含有的金属元素并采用化学气相沉积技术,实现了不同碳纳米材料在玄武岩纤维表面的沉积和生长。在最近的实验里,他们通过控制实验条件,高效、可控地在玄武岩表面“生长”出高温裂解碳纳米颗粒涂层或碳纳米管,实现了纤维由绝缘体向导体的转变。

  中国科学院新疆理化技术研究所研究员马鹏程介绍,这一研究成果颠覆了传统玄武岩纤维是绝缘材料的概念,实现了导电玄武岩纤维的制备;有望增加玄武岩纤维的功能价值,进一步拓展其应用领域,增加产品附加值。此外,通过对导电玄武岩纤维材料制备方法的一系列研究,已经形成了一种实现层级结构纤维材料制备的新技术,可以对复合材料界面强度进行调节,增强纤维强度。(记者朱彤 通讯员梁乐)

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