超级纤维市场“后发之痛”…靠超超级纤维逆转局面

Published 23 Feb.2023 15:06(KST)

KIST开发具电导性的超级纤维
有望夺走美国杜邦垄断市场的主导权

我国握住了一件有望改变防弹服、防火服、高性能轮胎等领域所用“超级纤维”市场格局的武器。因重量轻、强度高且具有耐火性而被称为“超级纤维”的芳纶纤维，目前由美国杜邦公司垄断全球市场。我国虽在1984年成功开发并实现国产化，但作为后发企业，长期陷入专利权纠纷，市场主导权被夺走。而如今，国内研究团队新开发出在既有高性能基础上兼具电导性的“超超级纤维”，有望扭转现有市场格局、重新掌握主导权，备受关注。

韩国科学技术研究院（KIST）Kim Daeyun博士研究团队23日表示，他们在芳纶纤维中引入碳纳米管，开发出一种既轻且强、又不燃烧，同时还具备电导性的全新复合纤维。新开发的纤维因碳纳米管的加入而呈现黑色。

芳纶纤维的重量仅为钢铁的约20%，但强度却超过钢铁5倍以上，并且在摄氏500度高温下也不会燃烧，因此被称为“超级纤维”或“黄金丝”。它是防弹服、防火服、光缆增强材料、高性能轮胎、航天航空材料等多个领域不可或缺的关键材料。

我国也曾在1984年，由KIST所属已故的Yoon Hansik博士成功实现独立开发。然而，由于属于后发者，长期与率先进入市场的美国杜邦公司经历了漫长的专利纠纷。Kim博士表示：“此次开发的技术是一项有望改变超级纤维市场格局的源头技术。”

研究团队从蚕茧中获得灵感，成功将分散性极低的芳纶与碳纳米管结合。蚕茧以高浓度蛋白质生成高强度纤维，正是利用了液晶相这一特性。利用同时具备流动性与有序性的液晶相，在制备复合纤维时，可以在最大限度降低芳纶与碳纳米管团聚的同时，提高它们的取向度。研究团队利用液晶相，实现了与现有商业化芳纶纤维同样具有高比强度、且比电导率达到铜导线约90%水平的复合纤维。

此次开发的下一代芳纶纤维虽然具备电导性，但完全未使用金属，因此具有柔韧性、无腐蚀性，其重量仅为铜导线的约30%。预计今后将在智能军事、医疗机器人、环保出行工具、航空航天等多个领域作为下一代导线得到广泛应用。