閉じ込められたポリアクリロンニトリル環境で,よく並べられた多壁カーボンナノチューブの組立:電圧された複合ナノファイバーシート
Jason J Ge1, Haoqing Hou, Qing Li
1Maurice Morton Institute and Department of Polymer Science, The University of Akron, Akron, Ohio 44325, USA.
Journal of the American Chemical Society
|December 2, 2004
まとめ
表面酸化された多壁カーボンナノチューブ (MWNT) とポリアクリロニトリル (PAN) から作られた高度指向複合ナノファイバーは,強化された特性を示しています. この研究は,MWNTを明らかにしています.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- ポリマーサイエンスの科学
背景:
- 性能が向上した高度な複合材料の開発は,さまざまな技術アプリケーションにとって不可欠です.
- エレクトロスピニングは,連続したナノファイバーマットを製造するための汎用的な技術です.
- ポリマーマトリックス内のナノフィルラーの指向を制御することは,アニソトロプ的性質を達成するための鍵です.
研究 の 目的:
- 表面酸化された多壁カーボンナノチューブ (MWNTs) とポリアクリロニトリル (PAN) を使用して,高度に指向された,広面積の連続複合ナノファイバーシートを開発する.
- PANマトリックス内のMWNTの方向性を電気回転中に影響する要因を調査する.
- 結果となる複合ナノファイバーを特徴付け,その電気的,機械的,熱的,次元的安定性を評価する.
主な方法:
- 表面酸化されたMWNTとPANの電気回転により,複合ナノファイバーを作成します.
- 送電電子顕微鏡 (TEM) とMWNT方向分析のための電子 difraktion.
- 表面形態学と高度プロファイルのための原子力顕微鏡 (AFM).
- ポリマー・クリスタル・マトリックス・オリエンテーションのための二次元広角X線 difraktion (2D-WAXD).
- UV/visスペクトロスコピーは,電荷移転複合体の形成を検出する.
- 電気伝導度,張力試験,熱変形温度,熱膨張係数の測定.
主要な成果:
- 成功して,高度に指向された,大面積の連続複合ナノファイバーシートを製造しました.
- PANポリマークリスタルマトリックスと比較して,MWNTの著しく高い指向が観察されました.
- 表面酸化MWNTとPANの間で電荷伝送複合体の形成が確認され,強力なインターフェイス結合が確保されました.
- 電気伝導性が向上した (約. 20 wt% MWNTsで1 S/cmである).
- 繊維の方向に沿って,引力モジュールの有意な改善が示されました (20%MWNTで最大14.5GPa).
- 熱変形温度が上昇し,熱膨張係数が低下した (13 x 10−6−6) /°Cで20 wt%MWNTs) が観察されました.
結論:
- PAN/MWNT複合ナノファイバーにおけるMWNTの向きは,表面張力,ジェット延伸,MWNTのリラックスによって影響を受けます.
- 充電伝送複合体による強い界面結合は,複合ナノファイバーの性質を高めます.
- 開発された複合ナノファイバーシートは,優れた電気的,機械的,熱的,および寸法的な安定性を発揮し,高度なアプリケーションに適しています.
