“點(diǎn)石成金”的故事，如今在中科院新疆理化所的實(shí)驗(yàn)室里變成現(xiàn)實(shí)。該所研究人員以絕緣材料玄武巖纖維為基底，采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了不同碳納米材料在玄武巖纖維表面的沉積和生長(zhǎng)，使其具備導(dǎo)體特性。

這一實(shí)驗(yàn)由中科院新疆理化所和德國(guó)德累斯頓萊布尼茨高分子研究所共同合作進(jìn)行。近日，該研究結(jié)果發(fā)表在材料領(lǐng)域權(quán)威雜志《復(fù)合材料A：應(yīng)用科學(xué)與制造》上。

玄武巖纖維是一種以玄武巖為原料，通過(guò)熔融拉絲工藝制成的纖維材料。因在強(qiáng)度、耐溫范圍、生產(chǎn)成本、抗腐蝕性和生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保等方面表現(xiàn)突出，被廣泛地應(yīng)用在過(guò)濾材料、建筑材料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等領(lǐng)域。玄武巖礦石屬于絕緣材料，這一屬性限制了相應(yīng)的纖維材料在導(dǎo)電領(lǐng)域的應(yīng)用。

在國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家“千人計(jì)劃”和中德科研合作計(jì)劃(PPP)等項(xiàng)目的支持下，中德研究團(tuán)隊(duì)嘗試以玄武巖纖維為基底，利用其本身含有的金屬元素并采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了不同碳納米材料在玄武巖纖維表面的沉積和生長(zhǎng)。在最近的實(shí)驗(yàn)里，他們通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)條件，高效、可控地在玄武巖表面“生長(zhǎng)”出高溫裂解碳納米顆粒涂層或碳納米管，實(shí)現(xiàn)了纖維由絕緣體向?qū)w的轉(zhuǎn)變。

中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所研究員馬鵬程介紹，這一研究成果顛覆了傳統(tǒng)玄武巖纖維是絕緣材料的概念，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電玄武巖纖維的制備;有望增加玄武巖纖維的功能價(jià)值，進(jìn)一步拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，增加產(chǎn)品附加值。此外，通過(guò)對(duì)導(dǎo)電玄武巖纖維材料制備方法的一系列研究，已經(jīng)形成了一種實(shí)現(xiàn)層級(jí)結(jié)構(gòu)纖維材料制備的新技術(shù)，可以對(duì)復(fù)合材料界面強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，增強(qiáng)纖維強(qiáng)度。