用超細碳纖維束增強的聚合物是“輕如羽毛，結實如鋼”的復合材料的縮影，在多種行業(yè)中獲得了廣泛的應用。添加稱為碳納米管的材料可以進一步增強復合材料的功能。但是，用于摻入碳納米管的化學過程最終使它們不均勻地散布在復合材料上，從而限制了強度和最終可以達到的其他有用質量。

在一項新的研究，得克薩斯州A與M大學研究人員利用天然植物產品，名為納米微晶纖維素，對銷和大衣碳納米管均勻地在碳纖維復合材料。研究人員說，他們規(guī)定的方法比常規(guī)方法更快，并且還允許從納米級設計碳纖維復合材料。

該研究結果在線發(fā)表在《美國化學學會(ACS)應用納米材料》雜志上。

復合材料是分層構建的。例如，聚合物復合材料由纖維層(例如碳纖維或凱夫拉爾纖維)和聚合物基質制成。這種分層結構是復合材料弱點的根源。對層的任何損壞都會導致破裂，這一過程在技術上稱為分層。

為了增加強度并賦予碳纖維復合材料其他所需的質量，例如導電性和導熱性，經常添加碳納米管。然而，用于將碳納米管摻入這些復合物中的化學過程經常導致納米顆粒結塊，從而降低了添加這些顆粒的總體益處。

“納米顆粒的問題類似于將粗咖啡粉添加到牛奶中時發(fā)生的情況-粉末之間會聚結或粘在一起，”工程技術和工業(yè)分配部助理教授Amir Asadi博士說。“要充分利用碳納米管，首先需要將它們彼此分開，然后以某種方式設計為到達碳纖維復合材料內的特定位置。”

為了促進碳納米管的均勻分布，Asadi和他的團隊轉向了纖維素 納米晶體，這種纖維素納米晶體很容易從回收的木漿中獲得。這些納米晶體在其分子上具有吸引水的片段以及被水排斥的其他片段。Asadi說，這種獨特的分子結構為構建納米級復合材料提供了理想的解決方案。