可控制备的CNTs/PVA空心螺旋纤维：高性能与退火处理研究

"该研究探讨了一种新型的材料——碳纳米管/聚乙烯醇(CNTs/PVA)空心螺旋纤维的制备方法及其在力学性能方面的独特优势。通过精细调控钛丝直径和碳纳米管束，成功地制造出具有优异性能的CNTs/PVA空心螺旋纤维。这种纤维在大幅度弯曲或拉伸时展现出良好的电稳定性，其最大拉伸应变可达600%，显示出极高的延展性。此外，经过500℃的氩气环境退火处理，纤维的力学性能得到显著提升，残余应变显著降低，从而增加了其在循环应变条件下的应用潜力。" 在这篇研究中，作者首先介绍了创新的CNTs/PVA空心螺旋纤维的制备技术。通过调整钛丝的直径和碳纳米管束的结构，能够控制纤维的形态和性能，这在纳米材料的制备中是一项重要的进展。纤维的独特结构使其在经历大变形时，如弯曲至原始长度的1/3或拉伸至100%应变时，电阻保持不变，这表明其具备良好的电稳定性，这对于电子器件和传感器等应用非常关键。 进一步，研究强调了CNTs/PVA空心螺旋纤维的高拉伸应变能力。高达600%的拉伸应变表明这种纤维具有极高的柔韧性和延展性，这在柔性电子、生物医疗和智能材料等领域具有巨大的潜力。特别是在需要承受大幅度变形的应用中，这种纤维可能表现出超越传统材料的性能。 在改善纤维力学性能方面，研究人员采用退火处理技术。将纤维在氩气环境中加热到500℃并保温30分钟，这个退火过程有助于优化纤维内部的结构，减少应力集中，从而提高其耐久性和韧性。实验结果显示，经过退火处理后的纤维在30%的应变循环下，残余应变从22%显著降低到2%，这表明退火处理有效地增强了纤维的恢复能力和循环稳定性，对于重复使用的场景具有重要意义。 这项研究揭示了CNTs/PVA空心螺旋纤维在材料科学领域的广阔前景，尤其是在需要高拉伸应变和良好电稳定性的应用中。通过精细调控制备过程和采用退火处理，可以进一步优化纤维的性能，以满足各种工程和科技需求。这一成果为纳米复合材料的设计和优化提供了新的思路，也为未来高性能材料的研发奠定了基础。