中國粉體網(wǎng)訊 碳材料的制備及產(chǎn)業(yè)化一直都是行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象，在今年舉辦的低維碳納米材料大會(huì)上，魏飛教授展示了其精心準(zhǔn)備的PPT，為各行業(yè)代表、學(xué)者帶來了精彩紛呈的演講。魏飛教授在PPT中介紹了碳結(jié)構(gòu)與狄拉克碳材料、狄拉克材料在復(fù)合材料中的應(yīng)用及碳納米管的頂部與底部生長(zhǎng)機(jī)制等問題。會(huì)議結(jié)束后，中國粉體網(wǎng)記者有幸對(duì)魏飛教授進(jìn)行了簡(jiǎn)單采訪。
魏飛教授簡(jiǎn)介
清華大學(xué)化學(xué)工程系教授、博士生導(dǎo)師，教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授，北京市“綠色化學(xué)反應(yīng)工程和技術(shù)”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。
研究領(lǐng)域包括多相流和多相流反應(yīng)堆。開發(fā)了世界最大規(guī)模的碳納米管生產(chǎn)技術(shù)，在流態(tài)化、多相催化及碳納米管領(lǐng)域貢獻(xiàn)卓越，在上個(gè)世界九十年代期間取得了多項(xiàng)成果，現(xiàn)在一直致力于碳納米管的研究和制備工作當(dāng)中。
超長(zhǎng)碳納米管的可控制備方法與缺陷策略
魏飛教授表示，目前的可控制備方法只有氣流生長(zhǎng)、漂浮的頂端生長(zhǎng)。并向我們闡釋了超長(zhǎng)碳納米管的發(fā)現(xiàn)過程。魏飛教授表示，最早戴宏杰老師在一篇文章中發(fā)現(xiàn)其可以長(zhǎng)長(zhǎng)一點(diǎn)，隨后劉杰老師、北大的李彥老師、張錦老師以及清華的姜開利、南加州大學(xué)的周崇武老師都一直從事這方面的工作。對(duì)于超長(zhǎng)碳納米管的缺陷策略問題，魏飛教授表示，超長(zhǎng)碳納米管材料如果做成純半導(dǎo)體的，將來要實(shí)現(xiàn)作為器件使用，就要保障它本身不能有缺陷。
碳納米材料應(yīng)用與難點(diǎn)
一個(gè)材料的生產(chǎn)就是為了更好的應(yīng)用，碳納米管還有哪些方面的應(yīng)用呢？魏飛教授表示：“碳納米管除了應(yīng)用于功能性材料，還應(yīng)用于高強(qiáng)度材料：碳纖維目前被認(rèn)為是世界上最強(qiáng)的材料，但是碳納米管強(qiáng)度是它的15倍。
“超長(zhǎng)碳納米管的制備難點(diǎn)在于其本身細(xì)，導(dǎo)致其控制難度加大，正所謂牽一發(fā)而動(dòng)全身，碳納米管在制備時(shí)不能有一點(diǎn)的缺陷，否則其強(qiáng)度就沒有了”魏飛教授說。魏飛教授還表示：現(xiàn)在想要研究制作這種近乎完美的材料還有許多的難關(guān)要克服，路漫漫其修遠(yuǎn)兮。
碳材料的產(chǎn)業(yè)化方向
產(chǎn)業(yè)化問題一直以來是行業(yè)發(fā)展所關(guān)心的問題，近些年來產(chǎn)業(yè)化問題也取得了些許進(jìn)步。但是，產(chǎn)業(yè)化的道路上還存在生產(chǎn)成本高、制作工藝復(fù)雜等問題。對(duì)于中國產(chǎn)業(yè)化需要面臨的難關(guān)，魏飛教授表示：產(chǎn)業(yè)化的道路上還是要一步一個(gè)腳印。產(chǎn)業(yè)化面臨的問題眾多，需要科研院校和企業(yè)共同努力、分工合作：即學(xué)校提出方向，企業(yè)把控技術(shù)難題。最后魏飛教授表示強(qiáng)調(diào)，產(chǎn)業(yè)化之路還有很長(zhǎng)的路要走。
在我們的采訪結(jié)束不久，魏飛教授團(tuán)隊(duì)傳來好消息，他們與清華大學(xué)航空航天學(xué)院的李喜德教授團(tuán)隊(duì)合作，在超強(qiáng)碳納米管纖維領(lǐng)域取得重大突破——在世界上首次報(bào)道了接近單根碳納米管理論強(qiáng)度的超長(zhǎng)碳納米管管束，其拉伸強(qiáng)度超越已知所有其他纖維。魏飛教授介紹，研究團(tuán)隊(duì)采用氣流聚焦法，制備出具有確定組成、結(jié)構(gòu)完美且平行排列的厘米級(jí)連續(xù)超長(zhǎng)碳納米管，然后另辟蹊徑，將管束的拉伸強(qiáng)度提高到80GPa以上，接近單根碳納米管的拉伸強(qiáng)度，并證明隨碳納米管根數(shù)增加，強(qiáng)度可以保持。用這種方法制備超強(qiáng)碳納米管束的新方法，與該團(tuán)隊(duì)的超長(zhǎng)碳納米管的宏觀制備方法結(jié)合，可研制出超長(zhǎng)且超強(qiáng)碳納米管纖維，為下一代結(jié)構(gòu)材料的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)，超長(zhǎng)纖維有望在大飛機(jī)、大型運(yùn)載火箭、超級(jí)建筑等多個(gè)領(lǐng)域大顯身手。這項(xiàng)成果的問世標(biāo)志我國碳材料產(chǎn)業(yè)又出現(xiàn)了新的生機(jī)，使我國的科研水品在世界上又領(lǐng)先了一步，魏飛教授團(tuán)隊(duì)和李喜德教授團(tuán)隊(duì)的付出也得到了應(yīng)有的回報(bào)。
a、碳納米管管束示意圖；b、所用到的超長(zhǎng)碳納米管的結(jié)構(gòu)；c、利用氣流聚焦法制備超長(zhǎng)碳納米管管束的示意圖；d、超長(zhǎng)碳納米管在聚焦氣流下發(fā)生合并的模擬圖；e-i、所制備的具有確定組成的超長(zhǎng)碳納米管管束；j-k、所制備的碳納米管管束的力學(xué)性質(zhì)；l、超長(zhǎng)碳納米管管束與其他材料拉伸強(qiáng)度對(duì)比圖
總結(jié)：
在采訪過程中，魏飛教授認(rèn)真回答了記者的提問，整個(gè)采訪過程氛圍非常融洽。非常感謝魏飛教授能夠在百忙之中接受我們的邀請(qǐng)�；仡櫿麄�(gè)采訪過程，魏飛教授簡(jiǎn)單的向記者介紹了碳納米管的生長(zhǎng)機(jī)制、結(jié)構(gòu)控制、產(chǎn)業(yè)化的相關(guān)內(nèi)容，并指出國內(nèi)碳納米材料的制備與國外（三星等）還有不小的差距，我國還有許多的難關(guān)需要攻克。但魏飛教授也表示，只要我國的科研工作者一直不斷努力，相信最后一定會(huì)有好的成果，我們也期盼像魏飛教授一樣在科研一線工作的研究者們能夠?yàn)槲覀儙砀嚓P(guān)于碳納米材料行業(yè)的相關(guān)信息。
