碳纳米管纱在制造微电机中的应用

美国得克萨斯大学、澳大利亚卧龙岗大学、加拿大不列颠哥伦比亚

大学和韩国汉阳大学的研究人员组成的国际研究小组宣布，他们用

碳纳米管制造出新型螺旋纱纤维，其扭曲能力比过去已知的材料高

1000 倍，可利用其制造出比头发丝还细小的微电机。该研究成果发

表在近期出版的《科学》杂志上。

        碳纳米管与金刚石、石墨烯、富勒烯一样，是碳的一种同素异形

体。它具有典型的层状中空结构特征，管身由六边形碳环微结构单元

组成。在此项研究中，研究人员首先生产出高

400 微米、宽 12 纳米

“

”

的碳纳米管细微结构 森林 ，然后将其纺成类似绳索结构的螺旋纱。

在纺纱时，可将碳纳米管纱制成左手螺旋和右手螺旋两种类型。

        由于碳纳米管纱具有良好的导电性，研究人员将制成的碳纳米

管纱与电极相连，并将其沉浸在离子导电液体中。碳纳米管纱开始进

行扭转旋转。它首先向一个方向旋转，当达到一定的限度，改变电压

后，再向反方向旋转。左手螺旋纱和右手螺旋纱的旋转方向正好相反。

研究人员表示，碳纳米管纱的扭转旋转机制就像超级电容器充电，

离子迁移到纱线，充电电荷注入到碳纳米管，形成静电平衡。由于碳

纳米管纱为多孔结构，离子涌入将导致纱线膨胀，长度可缩短一个

百分点。