在最近发布到预印度服务器的一项研究中研究广场作为提交功能复合材料亚博网站下载，研究人员分析了由包裹在弹性体芯周围的编织碳纳米管纱（CNTYS）组成的可拉伸导体的机械性能。
学习：基于弹性核心上编织的CNT纱的可拉伸导电材料亚博网站下载。图片来源：hakan tanak/shutterstock.com
研究人员研究了准备的复合线的理想应力应变行为和最小电阻率条件，其中包括参数，例如初始编织角，俯仰数，临界应变数以及cnty辫子和弹性体芯之间的摩擦。制造的可拉伸导电复合线的电阻率为9.05x10-4OHM.CM，它保持恒定，直到循环载荷下的拉伸负荷失败为止。
背景
编织电缆在市场上并不新鲜。金属纱线编织电缆的使用是有两个主要原因。保护电缆免受电磁干扰（EMI）的影响，并增加电缆的机械强度和柔性寿命。后一种要求对于提高了基于碳纳米管（CNT）纱线电线的柔韧性和机械强度也是如此。同时，在当今快节奏的人类生活中，由于其保质期和高度可靠性的提高，可伸展的电缆正变得至关重要，而且需求量很高。
螺旋辫子的几何关系。图片来源：Bar，A。等，功能复合材料亚博网站下载
可以通过使用导电弹性聚合物或使用弹性体和刚性导电材料的复合材料将可拉伸性通过两种方法掺入导体中。亚博网站下载导电聚合物尚未经历更多的发展，以达到类似于金属和CNT的电导率值。
同时，CNT不仅是出色的电导体，而且还具有出色的机械和热特性，例如高刚度，高热稳定性，高纵横比，高弹性，耐腐蚀性和轻量级。因此，编织的CNTY包裹的弹性体复合材料可以承受较大的线性和横向变形，而无需改变导体的几何形状。
钻石管状编织的纱线跨界模型。图片来源：Bar，A。等，功能复合材料亚博网站下载
关于研究
在这项研究中，研究人员捏造了基于CNTY编织的硅橡胶弹性核心，并评估了其机械，电气和热性能。该模型假定了以下条件：编织有空隙，每条纱线遵循螺旋路径，核心的圆形横截面和纱线直径在拉伸载荷下不受影响，核心是各向异性材料，以及径向的材料压力是统一的。
考虑了三种对弹性核心的压缩模式。在模式I中，辫子和核心没有接触。在模式II中，考虑了辫子在芯上的径向压缩而产生的摩擦和正常应力。最后，在模式III中，将核心挤压到失败之前的最大极限。
观察
在模式I中，来自菌株（εr）与核心直径和辫子直径的变化（D/D0）曲线，很明显，对于初始编织角度低于55◦交叉路口发生在小轴向应变，而对于以上的编织角度为55◦，交点发生在较大的轴向菌株下。在交叉点之后，芯子被纱线压缩，橡胶从编织的空隙中挤出来。因此，在相等的拉伸负载下，基于编织角以不同的变形值挤出了芯。
三种故障模式。图片来源：Bar，A。等，功能复合材料亚博网站下载
在模式II中，初始编织角从45°增加到55°的增加将杂交结构的应变从0.4增加到0.7，这表明编织角是复合材料总应变的限制因子。同样，随着纱线数量的增加，摩擦力显着增加。对于47°的初始编织角，芯开始以16％的菌株挤出。
在模式III中，将辫子与核心互锁，而编织角保持恒定。弹性的模量是确定首先失败的决定因素，即核心或纱线。
此外，应力 - 应变曲线表明，对于47°的初始编织角，观察到应变锁定之前的40％伸长率的差异为0.001和0.5的摩擦值系数。因此，摩擦在确定应变锁定点方面具有重要作用。
结论
总而言之，这项研究的研究人员捏造了一个用CNTY编织的弹性橡胶核心，以获得可拉伸的导电复合材料，并研究了其在轴向和横向负载下的机械，电和热行为。
在模式II压缩期间，纱线的初始编织角以及纱线和核心之间的摩擦在确定互锁状态下的临界应变值中起重要作用。互锁后，伸长率停止，故障机制开始了。故障点取决于拉伸负荷，纱线和核心的弹性模量，纱线数以及纱线和核心的直径。
*重要的提醒
研究广场发布了未经同行评审的初步科学报告，因此不应将其视为指导临床实践/与健康相关的行为，或被视为已建立信息。
来源
Bar，A.，Mead，J.，Dodiuk，H。等。基于弹性核心上编织的CNT纱的可拉伸导电材料亚博网站下载，功能复合材料亚博网站下载，2022年1月28日，在研究广场上获得预印本（版本1）。https://www.researchsquare.com/article/rs-1292460/v1
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