关于用于结构复合材料的高性能 CNT 纤维的展望

本综述总结了碳纳米管纤维结构复合材料的进展。首先分析了其向 elongated 且 aligned 晶域宏观集合体发展的过程，以及传统高性能纤维结构的演变。关于拉伸性能的文献表明出现了两类新兴等级：由液晶溶液纺出的高取向纤维，具有高模量与高强度；以及由超长纳米管气凝胶纺出的纤维，兼具高强度与断裂能。制备具有与纤维相似性能的大尺寸单向织物目前是一项挑战，CNT 取向仍是关键因素。一种有前景的方法是直接从气凝胶丝制备织物，而无需对单个 CNT 纤维进行致密化与处理。CNT 纤维结构复合材料已获得较高的纵向性能，但样本尺寸相对较小。总体而言，需展示采用标准制备路线制造大尺寸 CNT 纤维层压复合材料，并研究拉伸与压缩下的纵向与横向力学性质。互补的发展方向包括采用 CNT 织物夹层进行层间增强，以及具有能量存储或收集功能的多功能结构复合材料。