由斯科尔科沃科技学院（Skoltech）纳米材料实验室联合乌拉尔联邦大学、俄罗斯科学院乌拉尔分院工程科学研究所组成的研究团队，近日在《Polymer Composites》期刊上发表研究成果，发现即便在极低添加量（质量分数仅0.005%）下，单壁碳纳米管（SWCNTs）也能有效增强碳纤维复合材料的多重性能。更重要的是，这种性能提升几乎不依赖于SWCNTs本身的结构完整性。

这项研究首次从实验角度系统分析了SWCNTs缺陷率对复合材料功能表现的影响，并证实在接近渗流阈值的微量添加下，材料依然可获得优异的力学、电学、热导及自感知特性，为低成本、多功能复合材料的制造带来新思路。

多功能复合结构在渗流阈值附近表现出与缺陷无关的单壁碳纳米管性能

研究进程

通常在纳米复合材料制造中，需严格控制纳米材料的参数以确保性能一致性。Skoltech纳米材料实验室研究员 Hassaan Ahmad Butt 指出，本研究旨在探索在极低用量下（约0.005%质量分数）引入SWCNTs时，对复合材料性能的提升边界。

结果发现，即使在如此微量添加的情况下，SWCNTs依然能显著增强材料的力学性能、电导性、热导性及自感知能力。这一效应几乎不受SWCNTs自身缺陷的影响，性能表现甚至接近其他研究中使用高出1至2个数量级添加量的水平。项目共同导师、Skoltech助理教授 Dmitry Krasnikov 表示，这一结果“出乎意料，也再次证明了SWCNTs相较于多壁碳纳米管（MWCNTs）的显著优势。”

Skoltech实验室负责人 Albert Nasibulin 教授补充道，该研究结合了来自航空航天领域的工业合作伙伴资源，在实际材料与应用场景中验证了SWCNTs的工业可行性。这种单一材料可同时满足多重功能的能力，有望帮助复合材料系统变得更加简化、经济，并适应先进制造的多样化需求。

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