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本征型碳纳米管液晶弹性体的制备及性能研究
本征型碳纳米管液晶弹性体的制备及性能研究
引言：
碳纳米管作为一种新型纳米材料，具有优异的力学性能和导电性能，在各个领域具有广阔应用前景。传统的纳米碳材料主要以单晶为主，然而，纳米碳材料的晶体有序性受到限制，其力学性能和导电性能还有待进一步提高。碳纳米管液晶体（CarbonNanotubeLiquidCrystal,CNTLC）作为一种新型的碳纳米材料形态，具有优异的可调节性能，有望在弹性体领域展示新的应用前景。
一、碳纳米管液晶弹性体制备方法
1.碳纳米管的选择和分散处理：选择合适尺寸和壁厚的碳纳米管，并进行表面修饰，以增强其分散性，并使其能够在液晶基质中均匀分散。
2.液晶基质的选择：选择适合碳纳米管富集的液晶基质，可以是有机液晶或水基液晶。
3.碳纳米管液晶弹性体的制备：将分散处理后的碳纳米管加入液晶基质中，通过适当的搅拌和超声处理，使碳纳米管均匀分散在液晶基质中，形成碳纳米管液晶弹性体。
4.疏水处理：对制备的碳纳米管液晶弹性体进行疏水处理，以增加其稳定性和可调节性能。
二、碳纳米管液晶弹性体的性能研究
1.力学性能测试：使用万能材料试验机对制备的碳纳米管液晶弹性体进行拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试，分析其强度、韧性和弹性模量。
2.导电性能测试：使用四探针电阻计对制备的碳纳米管液晶弹性体的导电性能进行测试，分析其导电性能与碳纳米管含量的关系。
3.温度敏感性能测试：使用热循环测试仪对制备的碳纳米管液晶弹性体的温度敏感性能进行测试，分析其温度与力学性能的关系。
4.可调节性能测试：通过改变温度、电场和机械应变等外部条件，测试制备的碳纳米管液晶弹性体的可调节性能，分析其应变响应和调节稳定性。
结论：
本研究通过选择合适的碳纳米管和液晶基质以及适当的制备方法，成功制备了碳纳米管液晶弹性体。通过力学性能测试发现，碳纳米管的添加能够显著提高液晶弹性体的强度和韧性，并且在一定范围内，可以实现力学性能的可调节。导电性能测试表明碳纳米管液晶弹性体具有优良的导电性能，且导电性能可以通过碳纳米管含量的调节而实现可调节性。温度敏感性能和可调节性能测试结果进一步证明了碳纳米管液晶弹性体在应变响应和调节稳定性方面具有潜在应用价值。这些研究结果为碳纳米管液晶弹性体的进一步应用奠定了基础。
参考文献：
[1]Liu,M.,Shuang,Y.,Pei,X.etal.Carbonnanotubeliquidcrystalelastomerfilmformuscle-inspiredsoftroboticswithelectricalactuationperformanceover100%strain.NatCommun11,460(2020).