编织纳米管成具有机电性能的纺线
澳大利亚的卧龙岗大学和美国达拉斯德克萨斯大学的研究人基于弹性纤维和碳纳米管制作出了一种具有弹性和导电性能的纺织品。这种复合材料的纱线,是利用针织在一起,可用于制造人造肌肉和只能衣服的执行器和传感器。
能够对外界的某种刺激产生扩展和收缩响应的材料,对于人造机器人或者智能纺织品来说可用作其制动器和人造肌肉纤维。这种材料也可以用作良好的在实验室芯片设备上的传感器。
现在,由卧龙岗大学的Javad Foroughi团队设计出了一种针织工艺利用弹性面料氨纶材料(弹性面料氨纶材料)和多壁纳米碳管(多壁纳米碳管)制作三维导电纱线。这种纤维可以进行高度的拉伸,所以可以用于制造优秀的传感器和人工肌肉,研究人员描述道。
工作性能
该小组利用在市场上不断供应的弹性面料氨纶材料制造纱线,而碳纳米管气凝胶薄片对齐后进入循环针织机。“我们做的碳纳米管/ 弹性面料氨纶面料可拉伸至原长度的超过600%,且有取决于加载其身上拉伸变形量的870到7092 S / M的电导率,”团队成员Geoffrey Spinks说。织物的机械和电气性能也具有超过10000个周期的应变和/或弯曲的稳定性。
当施加一个电压到拉伸的纱线上,它会被加热和缩小多达33%。其结果,产生了0.64 kJ/kg的机械工作能力,最大的输出功率1.28 kW/kg,这是比人类的骨骼肌产生的能量要高很多。
“我们的针织纺织品作为多孔结构具有应变传感能力,因此可用于智能服装,例如,监测佩戴者的运动,同时调整服装能够合体,”团队成员Ray Baughman解释说。“我们已经展示了一个使用我们的技术的膝盖套原型,通过监测和操纵膝盖的运动,这样的设备可能会被用来帮助修复损伤。”
该研究团队表示,现在正在使用的碳纳米管编织的纺织作为一种可穿戴式天线,以及在生物医学应用中,如膝关节和淋巴管。“例如淋巴套,将开发出采用轻型的驱动织物,将检测膨胀然后回应“压缩”手臂以提高淋巴流动,” Foroughi解释说。“我们也在探索用它在人造心脏肌肉方面进行对右心室的主动支持的可能性,”他说。
这种碳纳米管/ 弹性面料氨纶复合织物的相关研究论文发表在了《ACS Nano》杂志上。
来源:LabBang资讯