【所属领域】

智能制造、新材料

【成果介绍】

目前碳纳米管复合材料的制备过程影响因素复杂，制备结果不确定性大。 针对此难题，本成果建立了一种碳纳米管复合材料宏观性能的评估标准，将碳纳米管界面空间填充程度与复合材料的宏观性能联系起来，实现最终复合材料性能的评估和预测。

本成果基于碳纳米管微观形貌表征和电镜分形维数计算，研发了一种碳纳米管界面的数量和均匀度（即界面空间填充程度）评估方法，首先，实现碳纳米管分形界面空间填充程度的定量化表征。其次，基于该定量化表征方法阐明碳纳米管界面空间填充程度与聚合物基复合材料性能间的关系。结果表明，复合材料的电导率和机械强度分别随界面空间填充程度的增大呈指数和线性增加。这种对应关系建立起了界面空间填充程度和碳纳米管复合材料宏观性能间的直接联系，且该联系与生产过程中采用的碳纳米管分散方法、碳纳米管浓度、碳纳米管类型以及复合基体无关。本成果普遍适用于碳纳米管复合材料的宏观性能评估，也可推广至各类纳米填充复合材料，对于指导纳米填充复合材料的制备具有十分重要意义。

基于扫描电镜图片的碳纳米管界面空间填充程度（分形维数）定量表征

碳纳米管界面空间填充程度与复合材料电学和力学性能间的普适关系

【应用场景】

基于本方法中碳纳米管分形界面空间填充程度与复合材料性能间的直接关系，可在碳纳米管复合材料制备初-中期实现最终复合材料性能的评估和预测，为碳纳米管复合材料的制备提供普适指导策略。

【知识产权】

该成果已申请/授权多项中国发明专利，下表是部分展示：

【合作方式】

技术开发、技术服务、技术转让、技术许可、技术入股、面谈

【专家介绍】

徐鸣，工学博士，华中科技大学材料科学与工程学院教授，博士生导师。主要从事碳纳米宏观有序体的制备及应用开发。在Science（2篇）、Nature Catalysis（1篇）、Nature Communications（2篇）等高水平杂志上发表SCI论文50余篇，授权专利17项（美国2项，日本1项，中国14项）。发展了可在-196~1000℃温度范围稳定服役的超级橡胶，所研发的“自供电式波浪监测及海啸预警装置”将水下压力探测精度提升一个数量级，获2019年日内瓦国际发明展最高奖项-评审团特别嘉许金奖；受邀请赴国际会议作报告10余次；主持国家自然项目3项，地区项目5项；自主开发“催化剂活化-碳管生长分离”技术，攻克宏量制备中因乱流严重、温度不均而导致的碳管结构不可控等难题，实现同批次碳管生产力3个数量级的提升，获批“超纯阵列式碳管可控生长及产业化团队”并任团队负责人(2017孔雀团队)。

【联系方式】

成果编号：CG22002