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       目前碳纳米管（CNT）的年产量已达数千吨。到本十年末，它们作为电池中导电添加剂的需求将增加到 50 kt/y 以上。事实上，世界各地实验室和工业生产的宏观碳纳米管纤维和片材的拉伸机械性能、导电性和导热性均高于这些材料。据报道，定向碳纳米管纤维的比拉伸强度通常高于 3 GPa/SG，模量高于 100 GPa/SG，等于或优于碳纤维。纵向热导率高达 770 W/mK，电导率约为 105–106 S/m，或高达 10.68 MS/m，在引入掺杂剂后质量接近铜。据研究人员表示，目前没有任何尝试从复合材料中回收碳纳米管宏观材料，鉴于当今碳纳米管的广泛使用以及其数量级增加的前景，现在是时候开始研究回收它们的方法了。

       传统的纤维增强聚合物复合材料很难回收，因为在去除聚合物相后回收纤维面临挑战。由于在回收过程中去除聚合物时引入缺陷和消除浆料，碳（CF）或玻璃（GF）纤维很容易断裂。因此，它们最多只能以未上浆的短不连续纤维的形式回收。尽管分解聚合物基体需要能量，但CF主要在聚合物热解过程后回收，这被认为是最先进的方法。使用可再生能源供应的 CFRP 回收过程将产生 3 MJ/kg 的最低蕴含能量。

       通过热解回收的单根 CF 长丝可以保留高达 98% 的原始纤维特性，但长度显著缩短，从而形成颗粒粉末的宏观形式。因此，工业回收加工能力仅为10%（约10吨/年），回收的研磨或切碎的CF主要用作填料。采用溶剂分散法，短再生CF可重新加工成无纺垫，但其强度和模量仅为原始纤维的6.5%左右，因此适合低档非结构材料的应用成分。通过将单独的短切长丝对齐和排列成紧密堆积的预成型件，可以实现更高的性能保留，但需要额外的多步骤处理。

       越来越多的工作表明，碳纳米管纤维和片材的制造、结构和性能与高性能延性聚合物更加相似而不是脆性 CF，尽管化学成分相似。事实上，碳纳米管被认为是具有大持久长度的高度共轭分子的“终极聚合物”。类似于聚合物纤维，纱线状碳纳米管纤维表现出平滑的屈服和拉伸塑性变形，并且有可能在负载循环下经历应变硬化和一定程度的蠕变。所证明的结效率和弹道速度下的强度与高性能聚合物相当，然而，其回收方式非常不同，不能保留其纤维形式本身。另一方面，CNT 材料完全由 sp2氢化碳组成，在环境条件下（包括暴露于紫外线辐射下）不会降解，不具有熔点或玻璃化转变温度，并且可以在空气中承受大量加热，类似于CF。碳纳米管片材和相关纳米结构网络的回收前景可能与传统的整体纤维材料截然不同。

       IMDEA 材料研究所的研究人员展示了从热固性复合材料层压板回收宏观碳纳米管片材的可能性，以及它们保留其宏观片材形状及其原始电气和机械性能的能力。它们在回收后的耐损伤性和由此产生的性能保留与不同系列的材料进行了比较：传统的碳纤维具有共同的化学主链和织物格式，而聚合物和延性金属则具有类似的来自微结构塑性变形机制的高内在韧性。这种高水平的回收潜力源于碳纳米管片材固有的耐损伤性，这是通过断裂概念的基本工作来评估的。

       研究证明，碳化学和纳米级网络结构是碳纳米管片材高强度和卓越韧性的独特结合的先决条件，从而能够有效回收和再利用相同的应用。此研究也是首次证明了高性能碳纳米管片材的可回收性，同时保持了其基本的机械和电气性能。

       相关研究成果以“Network structure enabling re-use and near full property retention in CNT sheets recycled from thermoset composites”为题发表于《Carbon》。该研究代表了可持续纳米结构材料的重大进步，并有望使碳纳米管纤维、片材和纺织品在未来向绿色能源的过渡中发挥关键作用。据研究人员解释，“人们对回收碳纳米管材料也没什么兴趣，而这项研究是这个方向的首次尝试。”

       “它表明，由碳纳米管制成的高性能材料可以重新用作结构增强材料或电导体。这是因为它们的连续性、排列和机械性能以及导电性都不会受到这种回收过程的影响。这些将能够取代广泛使用的CO2密集型材料，例如传统碳纤维和铜等一些金属，从而减少我们未来的CO2排放足迹。”