把石墨烯卷起来 “万能”的碳纳米管或改变未来( 二 ) 聚焦新材料⑤自碳纳米管被发

作为我国纳米材料研究的国家队，苏州纳米所从2007年起，一直围绕碳纳米管可控制备和前沿应用开展研究工作，发表高水平论文300余篇，在电子级单壁碳纳米管分离、碳纳米管纤维与薄膜的规模制备、碳纳米管复合材料以及能源器件应用方面取得多项重大成果。
2013年，以平行排列的单壁碳纳米管为主要元器件的世界上最小“计算机”诞生。近两年，碳纳米管电子器件的性能及尺寸一次次被突破。
如何获得高纯度、高质量的半导体型单壁碳纳米管是实现电子级应用的前提。
李清文告诉采访人员，她带领的团队于2018年实现了纯度大于99.99%的半导体型单壁碳纳米管的高浓度分离，以及部分单手性碳纳米管的高效筛选。在此基础上，他们与国内其他高校院所合作，共同实现了基于半导体型碳纳米管的集成电路和显示器背板驱动器件的开发。
被称作超级纤维的碳纳米管，制成纤维与薄膜后，与传统高性能纤维和薄膜材料相比，具有优异的柔韧性、导电和导热性能。
经过多年研究，目前李清文团队已经实现了千米级连续碳纳米管纤维连续制备，突破了万平方米级碳纳米管薄膜的干法规模化制备技术。
同时，苏州纳米所科研人员采用高取向碳纳米管薄膜开发了碳纳米管含量高达60%以上的新型碳纳米管复合材料，其强度为碳纤维复合材料的两倍以上；开发了碳纳米管薄膜的电热固化复合材料新工艺，有望为复合材料在线修复、机翼除冰带来新的设计策略。
碳纳米管研究成果加速落地
被称为“黑金”的碳纳米管，曾被科学家预言，有望成为“彻底改变21世纪”的神奇材料之一。
【把石墨烯卷起来 “万能”的碳纳米管或改变未来】作为目前中国碳纳米管的龙头企业，天奈科技成功开发了一种独特的催化反应工艺，实现了碳纳米管的连续化生产，生产能力可达千吨级。近两年，天奈科技的碳纳米管导电剂产品出货量和销售额均居行业首位，一改我国锂电池企业导电剂依赖进口的局面。
锂电池导电剂的利用，只是碳纳米管产业化的冰山一角。
作为国家战略新兴材料，碳纳米管材料在导电塑料、轻质高强复合材料、宽频段轻质电磁屏蔽、冲击防护、智能材料、电子器件等方面也具有广泛的应用。其中基于碳纳米管的加热膜、导电塑料、复合材料等材料的市场前景也越来越好。
“我们在加强前沿探索的同时，积极开展碳纳米管的应用研发，发展出轻量化碳纳米管/金属复合导线技术，以及卫星用轻质电缆。开发的碳纳米管加热保暖服装已获得多家国际品牌使用，成为冬奥会产品之一。”李清文说。基于该团队的技术，苏州捷迪纳米科技有限公司实现了碳纳米管薄膜的产业化，产能达10万平方米/年，成功开拓了该产品在高端户外保暖服以及医疗康复等方面的应用。
“碳纳米管作为一种新兴材料，未来还可能拓展应用于导电塑料、半导体器件、轻质高强复合材料、宽频段轻质电磁屏蔽、冲击防护、智能器件等领域，并有望给这些领域带来变革性的发展。”李清文说。