韓國材料科學研究院（Korea Institute of Materials Science， KIMS）複合材料研究部功能複合材料系的 Kim Tae-hoon 博士領導的研究小組與仁荷大學的 Yang Seung-Jae教授（校長Myung Woo Cho）的研究小組一起，成功開發了世界上第一種同時具有高儲能能力和高強度的多功能碳奈米管纖維。
大多數現有的儲能材料和結構材料只具備高強度或高儲能一種特性。透過使用輕質、高強度、具有優良電導率的碳奈米管纖維，這種由兩個研究小組共同開發的材料兼備了這兩種效能。
研究小組對碳奈米管纖維進行了表面處理，透過誘導多孔碳的生長，製造出了一種高強度的纖維型超級電容器。這使得合成具有儲能特性的新型纖維材料成為可能，同時保持了碳奈米管纖維的強度。研究人員證實，該光纖型超級電容器在支撐一個重量級電容器的同時穩定執行。
多功能碳奈米管纖維合成示意圖
補充說明
超級電容器：一種儲能裝置，它的儲能能力比鋰二次電池小，但充放電速度比其他電池快得多。
現有技術需要一種獨立材料來支援電池和負載，但新開發的材料可以成功地發揮這兩種作用，這為輕質材料的發展提出了一個新的方向，具有重要意義。特別是，多功能碳奈米管纖維技術有望應用於需要減重的電動汽車、無人機和航空航天領域。
碳奈米管纖維作為下一代材料正引起人們的關注。在美國只有一家公司實際利用這項技術進行大規模生產。透過材料的國產化，有望生產替代進口，並用於出口。
KIMS公司的高階研究員Kim Tae-hoon博士說：“使用多功能碳奈米管纖維有助於提高無人機等未來機動車的行駛距離。它有望應用於航空航天、航空和國防領域，這些領域需要輕量化、高強度和高導電性。”
這項研究得到了韓國材料科學研究院（KIMS）能源生產和儲存材料聚合特性裁剪型紡織材料技術開發專案和韓國科學技術研究院的4U複合材料開發專案的支援，並得到了韓國科技部的支援。此外，這項研究於1月5日發表在世界級學術期刊《科學進展》上。
與此同時，研究小組正在對防彈材料和超輕複合材料進行後續研究，轉化研究成果，以及開發大規模生產方法和碳奈米管纖維的電磁波遮蔽技術。
補充說明
現有的鋰二次電池、儲能裝置本身不能承受機械負荷。另一方面，包括鋼和鋁在內的結構材料很堅固，但是它們顯然不能儲存能量。
如果一種材料既具有儲能能力，又具有結構優良的效能，它就可以成為車輛和無人機的外殼，並取代現有的電池，從而減輕重量，增加行駛距離。
為此，製造電池需要一種新材料，這種材料重量輕，具有優異的機械強度和良好的電導率。用於這一目的的唯一材料是碳奈米管纖維。
研究團隊合成了具有優異電導率和抗張強度的碳奈米管纖維，並誘導多孔碳的生長以儲存能量。此外，他們還增加了碳奈米管纖維的強度和應用表面處理，使多孔碳可以牢固地附著而不會從纖維上掉落。最終，他們成功地合成了一種多功能碳奈米管纖維，
這種纖維可以儲存能量，同時保持原始碳奈米管纖維的強度和電導率
。
使用多功能碳奈米管纖維的光纖型超級電容器具有優異的力學效能和儲能效能，遠遠優於傳統的光纖型超級電容器。此外，該纖維型超級電容器看起來像一條細線，在支撐10公斤重量的同時穩定充放電。
本研究表明，利用碳奈米管纖維可以製備出具有結構和儲能特性的新型超級電容器纖維。基於碳奈米管纖維的製造和應用技術，研究小組計劃進行後續研究，將研究結果應用於
電磁波遮蔽、複合材料和二次電池領域
。
透過對提高碳奈米管纖維生產能力的研究，該技術可在幾年內大規模生產。此外，新材料的國產化和自主化也有助於材料強國的建立。
儘管韓國在碳奈米管纖維的研發方面處於世界領先地位，但還沒有一家國內公司生產出大量的標準化產品。美國的Huntsman公司是目前唯一一家大規模生產碳奈米管纖維的公司。因此，規範的市場還沒有建立起來，Huntsman生產的纖維只供應給NASA 和美國國防部，無法在私人市場上買到。
編譯：綠洲
編輯：酥魚
