高抗扭強(qiáng)度纖維對(duì)于許多應(yīng)用都具有實(shí)際意義，比如人造纖維，發(fā)電機(jī)和制動(dòng)器等。這里，通過(guò)了解，測(cè)量和克服納米碳涂料（納米管/氧化石墨烯）的流變閾值，以最大化其抗扭強(qiáng)度。所形成的纖維顯示出增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，多個(gè)長(zhǎng)度范圍，修飾的層次結(jié)構(gòu)，以及增強(qiáng)的機(jī)械性能。特別是，對(duì)其抗扭性能進(jìn)行了評(píng)估，剪切強(qiáng)度為914 MPa，這歸因于碳納米管，獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)，插入的石墨烯片。這種設(shè)計(jì)方法是一種實(shí)現(xiàn)分級(jí)維度雜化物的潛在方法，可能對(duì)于構(gòu)建異構(gòu)材料的有效網(wǎng)絡(luò)有用。
Figure 1. 濕紡應(yīng)用控制流變動(dòng)力學(xué)和彈性非對(duì)稱。a 通過(guò)偏光光學(xué)顯微鏡揭示GO和CNTS的chlieren紋理以及錯(cuò)位現(xiàn)象。b濕紡的示意圖。c GO分散液以及GO和CNT的混合溶液的屈服強(qiáng)度。d穩(wěn)態(tài)模式下的實(shí)驗(yàn)屈服強(qiáng)度以及計(jì)算得出的屈服強(qiáng)度。e由不同噴射和吸收速率引起的施加應(yīng)力。
Figure 2. 高度定向且緊密集成的纖維結(jié)構(gòu)。a rGO纖維（GF），b混合纖維（HF）， c rGO纖維（D-GF）和d混合纖維（D-HF）的WAXS和SAXS模式。e方位角圖表示Herman定位因子。f XRD圖顯示層間距離的分布。g層間距離和比密度。h纖維的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
Figure 3. 纖維的抗扭性能。a GF，HF，D-GF和D-HF的扭曲形態(tài)。b纖維的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力-應(yīng)變曲線。c由于扭轉(zhuǎn)變形直至斷裂點(diǎn)的阻力變化。d重復(fù)扭曲（藍(lán)色區(qū)域）和非扭曲（白色區(qū)域）的循環(huán)測(cè)試期間的阻力變化。e 扭轉(zhuǎn)電流能量評(píng)估裝置的示意圖。f設(shè)備在開(kāi)路電壓和g短路電流下的情況。
Figure 4. 纖維的機(jī)械強(qiáng)度比較。a剪切破壞強(qiáng)度（σs-f）和密度（ρ）的Ashby圖。 b剪切強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度的Ashby圖。
該研究工作由韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)Tae Hee Han課題組，于2020年發(fā)表在Nature Communications期刊上。原文：Carbon nanotube-reduced graphene oxide fiber with high torsional strength from rheological hierarchy control。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
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