赵福贵

[摘 要]碳纳米管/高分子复合材料已经被广泛研究，但长期以来存在一个共同而关键的挑战，即碳纳米管无规聚集，结构难以调控，性能无法满足应用需要.本工作提出了制备取向碳纳米管/高分子复合材料的一种新方法，获得块状、膜状、纤维状复合材料，制备的关键步骤是通过化学气相沉积法合成可纺的高质量碳纳米管阵列.该方法简单易行，具有较好的普适性.由于碳纳米管取向排列，复合材料具有优异的物理性能，如碳纳米管取向后复合材料的机械强度和导电率可分别提高一个和三个数量级.在此基础上，进一步探讨取向碳纳米管/高分子复合材料作为新型电极在有机太阳能电池中的应用.

[关键词]取向；碳纳米管；高分子；复合材料

中图分类号：G874 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）30-0167-01

1.引言

目前制备碳纳米管高分子复合材料主要有三种方法：溶液混合、熔融混合和原位合成.虽然这些方法已经被广泛研究，但它们面临一个共同而关键的挑战：碳纳米管在高分子中无规聚集，复合材料无法充分利用碳纳米管优异的性能，如拉伸强度和电导率分别低于0.12GPa和10-6S/cm，严重限制碳纳米管/高分子复合材料在很多领域的应用.为此，国际上多个课题组做了大量研究工作，包括尝试了外加电场、机械拉伸、旋转浇铸、熔融纤维纺丝、和静电纺丝技术等多种方法，试图解决碳纳米管无规聚集的难题，提高碳纳米管的取向性.但是，碳纳米管的取向度和结构可控性依然很低，复合材料的性能亟需进一步提高。……