一组国际研究人员在美国加州大学洛杉矶分校研制出导电纤维，其导电率在拉伸时可增加200倍德克萨斯大学达拉斯分校。这种纤维可以被可逆拉伸到最初长度的14倍以上。
研究人员通过将导电的碳纳米管片包裹在长橡胶芯上形成护套来制造这种纤维。根据德克萨斯大学达拉斯分校Alan G. MacDiarmid纳米技术研究所主任、本文资深作者Ray Baughman博士的说法，传统纤维在拉伸时由于横截面面积的减少而变得越来越耐电，而这些新纤维在拉伸时电阻变化很小。
橡胶芯在碳纳米管的包裹下被纵向拉伸。当橡胶放松到原来的长度时，这些碳纳米纤维就会弯曲，以确保纤维可以反复拉伸。“想想手风琴被压缩时发生的弯曲，这使得手风琴的非弹性材料具有可伸缩性，”达拉斯大学罗伯特·a·韦尔奇杰出化学主席鲍曼说。
＂我们的鞘芯纤维的非弹性碳纳米管鞘通过调节大的扣带和小的扣带，使其具有超延展性，这样两种扣带类型的伸长都可以促进弹性。这些惊人的纤维保持着相同的电阻，即使被拉伸了很大的量，因为电子可以像穿过直的护套一样容易地穿过层次化的护套。＂
这种弯曲既发生在纤维的长度上，也发生在纤维的周长上。该研究的主要作者刘遵峰博士评论道:
即使纤维方向的屈曲暂时消失，在纤维拉伸过程中收缩纤维的周长也会导致其周长周围的第二种可逆的等级屈曲。这种新型的二维屈曲组合避免了纳米管和橡胶芯方向的错位，使鞘芯光纤的电阻对拉伸不敏感。
这些突破性的纤维具有应用潜力，如用于电子设备的超弹性充电线、零故障起搏器引线、大范围应变传感器、变形飞机、外骨骼和能够实现大范围接触的机器人，以及超弹性电子电路互连。
该研究小组通过在鞘芯纤维上添加一层薄橡胶外套和另一层碳纳米管鞘，创造出了人造肌肉和应变传感器。在这里，薄橡胶层充当电介质，而弯曲的纳米管护套充当电极，因此形成了一个光纤电容器。当拉伸到950%时，这些光纤电容器的电容变化了860%。
“目前还没有材料型应变传感器能在这么大的应变范围内工作，”刘说。
“给这些双鞘纤维增加捻度，产生了快速的、电力驱动的扭转或旋转人工肌肉，可以用于旋转光学电路中的镜子，或用于化学分析的微型设备中的液体泵。”纳米技术研究所的助理研究员、该论文的作者卡特·海恩斯博士说。
纳米技术研究所的研究员南江(Nan Jiang)证明，通过改变橡胶芯的大小，可以制成直径在150微米以上的导电弹性体。“单独的小纤维也可以组合成大束，像纱线或绳子一样合拢在一起，”她说。
“这项技术非常适合快速商业化，”美国纳米科学技术中心林泰克首席研究和知识产权策略师、论文作者之一拉奎尔·奥瓦勒-罗伯斯(Raquel Ovalle-Robles)博士说。亚博老虎机网登录
“用于这些套芯纤维的橡胶芯价格便宜，而且很容易获得，”她说。“唯一独特的成分是用于纤维鞘的碳纳米管气凝胶片。”
2014年，德克萨斯大学达拉斯分校将鲍曼团队开发的一种工艺授权给美国Lintec公司。利用这个过程，碳纳米管可以转变成像薄片这样的大型结构。Lintec在德克萨斯州的理查森成立了纳米科学与技亚博老虎机网登录术中心，生产用于广泛应用的碳纳米管气凝胶片。
空军科学研究办公室、罗伯特·a·韦尔奇基金会、美国陆军、美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会和海军研究办公室支持这项工作，该工作还获得了巴西和中国的几个资金来源。亚博老虎机网登录
达拉斯大学纳米技术研究所的其他作者包括研究科学家Márcio Lima博士和方绍利博士，以及研究助理Di Jiangtao博士和Xavier博士Lépro。德克萨斯大学达拉斯分校机械工程系的其他贡献者包括吕红兵博士，教授;董倩博士，副教授;以及研究助理王学敏。来自巴西、中国和佛罗里达大学的科学家也对这项研究工作做出了贡献。
该研究结果发表在7月24日出版的《科学》杂志上。亚博老虎机网登录
