北京大学张锦院士ACS Nano：植物细胞壁启发界面桥联策略，打造超强韧碳纳米管纤维
高分子科学前沿
2025-12-24 10:21
文章摘要
背景：在纤维材料领域，同时提升强度和韧性是一项长期挑战，合成纤维常因材料设计的内在权衡而难以兼得。天然材料如木材则通过多级有序结构和界面相互作用实现强度与韧性的协同。研究目的：受植物细胞壁启发，北京大学张锦院士团队提出一种界面桥联策略，旨在制备超强韧的碳纳米管纤维。方法依次将聚吡啶并双咪唑纳米纤维/链和硼酸盐注入碳纳米管纤维网络，并进行机械致密化，形成氢键和硼酸盐介导的共价交联网络。结论：最终纤维展现出超高拉伸强度（8.45 GPa）和韧性（238.42 MJ·m⁻³），超越了多数商用高性能纤维，并具有优异的抗冲击性能。该仿生策略为开发先进防护材料提供了新的设计原则和可行路径。
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