該項工作是對Pasquali于2013年開發的納米碳管紡絲成纖方法的進一步補充和完善，該纖維能夠應用于航空航天、汽車制造、醫療和智能服裝等應用領域。該纖維貌似棉纖，卻具有類似于金屬絲和碳纖維的出眾性能。原方法僅需要幾克材料，但要通過幾周的努力才能獲得優化的工藝，并紡制出連續纖維。新方法縮短了纖維尺寸和和工藝時間，但卻需要更多的手工操作。

 

       在Advanced Materials上最新發表的一篇文章中，Pasquali和研究生Robby Headrick報道了這種通過取向、加捻獲得頭發狀碳納米管纖維的簡單方法。

 

       首先，Headrick制備出碳納米管薄膜，在酸性溶液中溶解少量碳納米管后，他將溶液置于兩個載玻片之間。迅速錯開兩片載玻片，在剪切力的作用下，溶液中的數十億根碳納米管就會形成整齊的陣列。等到載玻片上形成薄膜，就可以將部分薄膜剝離下來捻成纖維。

 

       Headrick介紹說：“當我進行剝離操作的時候，薄膜處于凝膠狀態，這對獲得完全致密的纖維尤為重要。在加捻過程中，纖維的橫截面上仍有溶液存在，是‘濕’的；隨后對纖維進行干燥處理時，纖維會在毛細管壓力作用下變得致密、緊實。實驗初期，Headrick對結果的重現性不滿意，遂與其父一起設計了一個簡易的裝置，幫助緊貼在一起的載玻片發生相對滑動，使剪切過程更為可控。

 

       干燥狀態的碳納米管纖維長約7cm，其導電性能與原方法制備的紡制長纖維相當。同時，這些纖維更加致密，其拉伸強度可達3.5 GPa，好于紡制長纖維。研究者預計，當碳納米管纖維的長度達到單根碳納米管管徑的5萬到7萬倍時，其拉伸強度可達35-40 GPa，與單根碳納米管的強度相當。

 

 

       Headrick還說：“目前，我們可以對所有種類的碳納米管進行相同的操作，并獲得最佳的纖維結構和性能。”

 

       Pasquali 表示，該操作過程獲得的碳納米管纖維再現了典型紡織纖維的高取向度和高致密度，雖然長度不長，但卻足以進行強度和導電性測試。目前，該方法被用于實驗室中新材料的快速制備，為工程放大建立了性能目標。我們可以提前知曉材料具有怎樣的性能，而不像以前只能推斷。這對于碳納米管生產者尤為重要，他們可以根據快速實驗反饋來調整反應條件、進行質量控制或測試不同種類樣品的性能。