如圖，研究人員發現，利用高濃度甲酚可以分散碳納米管變成普通的塑料

美國西北大學的黃嘉興教授使用了一種名為甲酚的廉價溶劑，這是一種常用于家用清潔劑的普通化學品。并利用其研發了一種制造分散碳納米管的方法，不需任何添加劑或苛刻的化學反應，只需要使用高濃度甲酚修飾納米管就能實現。

更令人驚訝的是，黃教授還發現，隨著納米管濃度的增加，材料會從稀釋的分散體變成濃稠的糊狀物，然后再變為自立式凝膠，最后成為可以成型和模塑的可揉捏的面團狀物。

“鑒于其優異的機械性能、熱學和電學性能，碳納米管在許多應用中引起了廣泛關注，但經過幾十年的研究和開發后，一些研究者已經不再那么熱衷于這些研究了。”西北大學麥考密克工程學院材料科學與工程系的黃嘉興教授說。

碳納米管的加工問題一直非常棘手，尤其是大批量加工。據有關資料顯示，碳納米管的管狀結構比人的頭發還要薄約10000倍，但卻比鋼還結實，而且其熱、電傳導能力要遠遠優于銅。但是當大批量生產時(通常是以粉末的形式)，管道會扭曲并聚集在一起。這種復雜的情況是阻礙這種材料得以廣泛應用的主要問題所在。

“聚集的管道很難分散在溶劑中，如果不能使碳納米管均勻地分散，就無法制造出應用中所要求的高質量納米管薄膜。” 黃教授解釋道。為了解決這一問題，曾有研究人員使用添加劑來包覆納米管，從而對其進行化學表面改性，并迫使它們分離。這種方法雖然有效，但卻會留下殘留物或者改變納米管的表面結構，從而削弱其理想的性能。

相比之下，黃教授的團隊發現甲酚不會破壞碳納米管的表面功能。并且，在分離纏結的管之后，研究人員可以通過清洗或加熱直至溶劑蒸發來簡單地去除這種化學物質。

解鎖了制造高濃度碳納米管的新方法之后，黃教授和他的團隊又發現了這種材料的新的形式。隨著碳納米管濃度的增加，材料從稀釋的分散體轉變為可涂抹的糊狀物，又轉變為自立式凝膠狀，最后變成可揉捏的面團狀。這些不同的形式可以被模塑、重塑或用作3D打印的導電油墨。

“納米管的面團狀態很令人著迷，就像橡皮泥一樣，很容易成型，而可以被塑造成任意的結構。”黃教授實驗室的研究生，同時也是該論文的第一作者Kevin Chiou說。

“從本質上講，這種溶劑體系使得納米管表現得像就像聚合物一樣，尤其看到基于甲酚類的溶劑使曾經難加工的碳納米管變得像普通塑料一樣可用，還真是令人興奮?！?黃教授說。

來源：材料科技在線