英國劍橋大學(xué)材料科學(xué)教授阿蘭·魏德爾與美國陸軍士兵研究開發(fā)中心的研究人員共同研制出一種新型碳納米管纖維。該碳納米管纖維上最脆弱的地方也需要1吉帕斯卡的拉力才能折斷，強(qiáng)度足以與鋼鐵相媲美。

　　碳納米管是一種棉線狀的碳分子，帶有僅一個(gè)原子厚度的壁。雖然它們具有非常強(qiáng)的導(dǎo)電性能，但可靠性難以保證。為了制作這種超強(qiáng)纖維，魏德爾在熱爐中將碳汽化，然后吹出一股碳納米管流。當(dāng)這些碳納米管在空中被捕獲并圍繞一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)形成一根由數(shù)十億個(gè)分子組成的纖維，而這些分子沿著碳納米管緊密排列在一起。

　　研究人員認(rèn)為，強(qiáng)度的改善主要取決于纏繞速度，以便將碳納米管更好地排列成線以及更緊密地包裹起來。研究人員通過調(diào)節(jié)爐溫和調(diào)整纏繞速度優(yōu)化制作工藝，制作出的纖維強(qiáng)度較其他小組制作的要高出0.3倍。為了使制作的纖維密度更大，他們還在制作工藝中增加了一個(gè)步驟，讓纖維通過丙酮?dú)怏w。丙酮?dú)怏w可在纖維上凝結(jié)成一層液體，由于表面張力效應(yīng)將納米管拉在一起，從而增強(qiáng)纖維強(qiáng)度。

　　新碳納米纖維一般要在施以大約6吉帕斯卡的應(yīng)力時(shí)才發(fā)生斷裂，強(qiáng)度要高于制造防彈背心的常用材料芳綸，而且可與兩種最高強(qiáng)度的商業(yè)材料———基綸（Zylon）和迪尼瑪（Dyneema）相抗衡。目前，研究人員已制作出一根單獨(dú)的超強(qiáng)碳納米管纖維，可承受9吉帕斯卡的應(yīng)力，表現(xiàn)出具有無與倫比的超強(qiáng)性能，而用別的方法制作的碳納米管纖維最多可承受3吉帕斯卡的應(yīng)力。

　　魏德爾目前能制作出的最好纖維長度僅為1毫米，這主要是因?yàn)槔w維越長，包含的細(xì)微碳顆粒和其他缺陷就越有可能削弱它的強(qiáng)度。即便調(diào)節(jié)制作工藝，如調(diào)整纏繞速度和利用丙酮方法，都不能改變這些碳素顆粒，因此必須回到化學(xué)合成的方法來解決這類問題。

　　研究人員稱，這種纖維最具前景的應(yīng)用也許是制作防彈衣和開采油氣鉆頭。