兼具高強度與彈性的奈米管發泡薄膜結構

Original publish date:Dec 18, 2005

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壬色列理工學院教授Pulickel Ajayan領導的團隊，以多層碳奈米管陣列製造發泡薄膜結構(Foam-like Films)，薄膜承受負荷時的挫曲量小於15%。

一般而言，發泡材料越軟，強度隨之降低，增加典型發泡材料的孔隙，能增加其壓縮性，不過強度也急遽降低。例如乳膠(latex rubber)和聚氨酯(polyurethane)此類低密度的可撓發泡材料，其壓縮強度約為20~30 kPa。反之，奈米管(nanotube) 發泡材料則不同尋常，同時兼具強度與彈性，壓縮強度可達12~15 mPa。

壬色列理工學院(RensselaerPolytechnic Institute)材料科學工程系教授Pulickel Ajayan與夏威夷大學、佛羅里達大學的研究團隊，以化學氣相沉積法製造了垂直排列的碳奈米管陣列，碳奈米管構成孔隙度約87%的開放式發泡(open-cell foam)薄膜結構。

團隊以掃描式電子顯微鏡檢視奈米管發泡材料，發現奈米管沿著管軸方向挫曲，而且所有的奈米管完全一致的、以相同的波長朝相同方向挫曲。一旦外加負荷移除，奈米管發泡材料即迅速還原，同時具備甚佳的抗疲勞強度，承受上千次的負荷週期後，變形量小於15%。

研究人員認為奈米管發泡材料能應用於緩衝墊、能量吸收塗層以及阻尼層。而挫曲的奈米管能使用於如致動器的機電元件。本篇研究論文發表於11月25日的 Science期刊。

參考來源：

• PhysicsWeb: Nanotube foams are strong and flexible

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