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復(fù)旦大學(xué)先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室

    復(fù)旦大學(xué)聚合物分子工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室固定研究人員、先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室彭慧勝教授領(lǐng)銜的課題組，將環(huán)境敏感的高分子與碳納米管形成復(fù)合成纖維，發(fā)展了具有電致變色的新型智能材料。該材料有望在軍事領(lǐng)域、航空航天、光電器件等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。這一研究成果Electrochromatic carbon nanotube/polydiacetylene nanocomposite fibres于9月13日發(fā)表在國(guó)際一流學(xué)術(shù)刊物《自然·納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology 2009，DOI：10.1038/NNANO.2009.264）上。
    生物體系隨環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)控其結(jié)構(gòu)和功能，如變色龍?jiān)诓煌h(huán)境條件下顯示粉、藍(lán)、紅、橙、綠、黑、褐、黃等多種顏色。如何模擬變色龍合成敏感材料一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)，目前研究最多的一類敏感材料——聚二炔，在熱、離子、化學(xué)試劑、機(jī)械作用等刺激下迅速改變顏色，變色機(jī)理為外界刺激改變分子構(gòu)象，導(dǎo)致其共軛鏈長(zhǎng)變化，由于共軛電子發(fā)生躍遷所吸收的能量不同，導(dǎo)致指示顏色變化。然而，聚二炔真正的應(yīng)用并不多見，主要源于兩方面的缺陷：（1）顏色變化往往不可逆；（2）刺激變色的環(huán)境因素受限，因?yàn)榫鄱矊?dǎo)電率非常低，通過(guò)的微小電流不足以刺激聚二炔構(gòu)象變化而變色。
    碳納米管自1991年問(wèn)世以來(lái)，一直是材料科學(xué)研究領(lǐng)域的焦點(diǎn)。碳納米管是由石墨層卷成的無(wú)縫、中空管體，由于獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，碳納米管顯示了極其優(yōu)異的室溫導(dǎo)電率，高達(dá)104 S/cm。彭慧勝課題組通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或物理作用把聚二炔連接到碳納米管表面，制備出具有良好導(dǎo)電性能的聚二炔/碳納米管復(fù)合纖維，當(dāng)加載超過(guò)臨界值的電流時(shí)，該復(fù)合纖維在兩秒鐘內(nèi)指示顏色變化；卸載電流后，該復(fù)合纖維的顏色又在兩秒鐘內(nèi)恢復(fù)如前。該復(fù)合纖維還顯示了良好的機(jī)械性能，斷裂強(qiáng)度超過(guò)1兆帕。
    該復(fù)合纖維適于大規(guī)模生產(chǎn)，具有工業(yè)化前景。相關(guān)技術(shù)已申請(qǐng)了多項(xiàng)國(guó)際國(guó)內(nèi)專利。另外，與普通化學(xué)纖維相似，聚二炔/碳納米管復(fù)合纖維可以根據(jù)實(shí)際需要方便地編織成各種形狀結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用在非常廣泛的領(lǐng)域。

（聚二炔/碳納米管復(fù)合纖維的掃描電鏡照片）