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然而，很多次試驗證明用碳納米管來構建宏觀材料十分困難。這個挑戰源于組裝和編織碳納米管的難度，因為它們非常小，而且它們的幾何形狀很難控制。

受自然界發現的復合材料結構的啟發，伊利諾伊大學香檳分校的研究人員克服了這些困難，成功合成碳納米管（CNT）紡織品，它具有高導電性和50倍于銅薄膜的韌性。

香檳分校機械工程的助理教授Sameh Tawfick解釋說：“ 對齊的碳納米管片層應用廣泛，包括微機電系統（MEMS）、超級電容器電極、電纜、人造肌肉和各種多功能復合材料。”

　　圖 │ 掃描電子顯微鏡在伊利諾伊大學制造的結構碳納米管（CNT）紡織品的圖像。 彩色原理圖顯示了自編織碳納米管的結構，插圖顯示了由于毛細管接合而導致的不同貼片之間碳納米管的相互擴散

研究人員稱，這是第一個應用斷裂力學原理設計研究的納米結構碳納米管（CNT）紡織品，斷裂力學的理論框架對各種線性和非線性材料十分有效。

圖 │ 右上圖為碳納米管紡織物的壓強應力曲線。 右下圖表顯示研究人員通過改變紡織品結構調整機械性能的能力，即強度（最大破壞力）和模量（抗拉伸性）

論文的作者，伊利諾伊大學香檳分校動力材料研究組的研究生Liang Yue說：“碳納米管（CNT）紡織品的斷裂能量的研究使我們設計出了這些性能優良的薄膜。據我們所知，這是首個對CNT紡織品斷裂能的研究。豎直生長的碳納米管是通過化學氣相沉積法制成的，從沉積在氧化硅襯底上的催化劑作用下，在5微米x10微米的片層上長出20-60微米高的平行納米管。

“自然界中骨頭、珍珠母、玻璃海綿和竹子中都常見有的交錯結構，受這些堅韌天然材料的啟發，碳納米管的催化劑也交錯著排列”，Liang補充說， “同時我們也要尋找方法將碳納米管整合在一起，受到5000年前古代埃及亞麻織物拼接工藝的啟發，我們嘗試了幾種機械方法，包括微軋和簡單的機械壓縮，來同時重新定向納米管。那么最后，我們使用自驅動毛細管力將碳納米管裹在了一起”。

“這項工作結合了巧妙的實驗和建模，完成了非常精細的合成方法，”Tawfick說。 “柔性電子器件經受反復的彎曲和拉伸，這可能導致各種機械故障。這種新型碳納米管紡織品可以用于智能紡織品，智能皮膚和各種柔性電子產品中。它們具有極高的韌性，可以代替薄金屬薄膜，極大提升器件的可靠性。”