उच्च-शक्ति कार्बन नैनोट्यूब फाइबर के लिए डायरेक्ट स्पिनिंग में कार्बन नैनोट्यूब विकास का गतिशील मॉड्यूलेशन

इम्प्रेसिव व्यक्तिगत गुणों के साथ, कार्बन नैनोट्यूब (CNTs) उच्च-प्रदर्शन फाइबर बनाने में महान संभावनाएं दिखाते हैं। हालाँकि, फ्लोटिंग कैटलिस्ट केमिकल वेपर डिपोजिशन (FCCVD) द्वारा तैयार किए गए कार्बन नैनोट्यूब फाइबर (CNTFs) की तन्यता शक्ति आवश्यक CNTs के बीच कमजोर इंटरट्यूब इंटरैक्शन से प्रभावित है। यहाँ, हमने CNTs के बीच इंटरट्यूब इंटरैक्शन को मॉड्यूलेट करने और मैक्रोस्कोपिक फाइबर की मैकेनिकल शक्ति को बढ़ाने के लिए क्लोरीन (Cl)/जल (H2O)-सहायता प्राप्त लंबाई आगे बढ़ाने वाली FCCVD (CALF-FCCVD) विधि विकसित की। CALF-FCCVD विधि द्वारा प्राप्त CNTs पारंपरिक आयरन-आधारित FCCVD प्रणाली की तुलना में लंबाई में 731% सुधार दिखाते हैं। इसके अलावा, CALF-FCCVD स्पिनिंग द्वारा तैयार CNTFs की उच्च तन्यता शक्ति 5.27 ± 0.27 GPa (4.62 ± 0.24 N/tex) है और यह 5.61 GPa (4.92 N/tex) तक पहुँचता है, जो अधिकांश पूर्व-रिपोर्ट की गई परिणामों को पार करता है। प्रयोगात्मक माप और घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत की गणनाएँ दिखाती हैं कि Cl और H2O CNT विकास के आगे बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। मिथाइलीन डाइक्लोराइड के विघटन से जारी Cl CNTs के विकास को तेज करता है; H2O फ्लोटिंग कैटलिस्ट्स पर अमोर्फस कार्बन को हटाकर उनकी आयु बढ़ा सकता है, जो विकास गतिशीलता को और मॉड्यूलेट करता है और तैयार फाइबर की शुद्धता में सुधार करता है। CALF-FCCVD प्लेटफॉर्म का हमारा डिज़ाइन उच्च-शक्ति CNTFs की ओर डायरेक्ट स्पिनिंग में CNT विकास गतिशीलता को ट्यून करने के लिए एक शक्तिशाली तरीका प्रदान करता है।