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    許多重要的技術，從電池的電極和超導導線到燃料電池中的催化劑，它們所依靠的材料都包含粉狀顆粒，非常難以控制。現在，有一種不尋常的技術，可以簡化許多這類技術的生產，并可能指點迷津，邁向一些激進的新方法，德克薩斯大學（University of Texas）的研究人員展示了一種方法，他們紡制紗線采用的是碳納米管再混合有用的粉狀材料。

    研究者們使用這種方法制成紗線條，這種紗線條可作為電池電極，其他的紗線條具有超導性能，還有自潔紗線條。

    “粉末是非常重要的功能性材料，因為它們具有很大的表面積，問題是，粉末沒有形狀，很難使用。”達拉斯（Dallas）德克薩斯大學麥克迪阿米德納米技術研究所（MacDiarmid NanoTech Institute）主任雷·鮑曼（Ray Baughman）說。

    舉例來說，鋰離子電池電極，就是利用粉末高比表面積（high surface area）的優勢，實現更大的存儲密度。但通常而言，任何一種粉末都必須結合在一起，這就要使用粘結劑，會增加重量和堅固性，或者，這些粉末必須熔結，形成固體結構，這些過程都是復雜的。

    鮑曼說，他的研究小組開發的這項技術更容易加工廣泛的粉狀物料。“你幾乎可以采用任何粉，并制成可縫、可紡、可打結、可編織的紗線，”他說。

    研究人員首先在化學反應器上培育了一片碳納米管森林。然后，他們拖著輥輪碾過碳納米管，這些碳納米管就脫離表面，并纏繞形成一種長長的彈性條帶，這就是所謂的納米管網。這些網狀物是鮑曼的研究小組發現的，可以作為納米顆粒和粉末的宿主。研究人員噴涂這種網狀物的表面就用這種粉末，然后把這種網狀物捻成紗。這種粉末就被束縛在納米管網狀物的螺旋孔內。“當你洗紗線時，幾乎所有粉末都會保持住，”他說。由此產生的紗線有95%到99%的重量是粉末。

    鮑曼研究小組使用混合的粉末狀硼鎂制成超導紗線，這是一個簡單的工序。傳統工藝制備超導電線需要把粉末裝進銅管，進行加熱，并拉長數十倍，扯成導線。但是，超導紗線只加熱一次，就可退火，使粉末形成超導線。

    粉體保留的性能使它們非常有用，馬提歐·帕斯夸里（Matteo Pasquali）說，他是萊斯大學（Rice University）化學和生物分子工程教授，沒有參與這項工作。鮑曼的方法基本上是“把顆粒轉化成纖維，”他說。化學物質可以隨時進出稀疏的碳納米管，和它互動的顆粒被困在里面。

    帕斯夸里在萊斯大學領導的一個項目，是要制備碳納米管纖維，這種纖維非常密，因此非常強，也很導電。這些純納米管纖維最終可以被用作低損耗的電力傳輸電纜或超強結構材料。 “一旦你有一種纖維，你就可以紡織它，制成聚合物（如玻璃纖維），或織成面料，”帕斯夸里說，他注意到，紡織加工相對而言是低成本的。

    鮑曼的研究小組制成一種電池電極結構，采用的是鋰鐵磷酸鹽粉末。制造結構幾乎是99%的活性物質，因此可以用來制造重量輕的電池。

    當然，一旦某種東西可以制成面料，也就可以穿戴。

    崔易（Yi Cui）是斯坦福大學（Stanford University）材料科學與工程副教授，也在開發基于織物的能源存儲設備。他認為，可穿戴式電源有朝一日會驅動日常小裝置。最重要的因素是成本、重量，以及能夠快速充放電，而紡織電極似乎是這些方面的理想選擇。但他們不太可能升級，因為有些應用需要很高的總能量存儲容量，像電動車電池就是這樣。

    德州大學研究人員計劃開展這個項目要從幾個方向進行。除了測試不同的粉末，他們還在試驗用不同的方式填充粉末。

    有朝一日，紗線可用于生產大量的材料，以進行結構制造。“現在，它更明智的是談論電池，而不是機翼，這是因為所需（材料）的噸位，”鮑曼說。他的研究小組正與幾家公司合作，進一步開發這種紗線，這些公司包括化學品制造商林泰克公司（Lintech）和碳納米管紡織品制造商納諾科莫公司（Nanocomp）。