塑料作为现代工业的重要基础材料，在电子器件、航空航天等领域应用广泛，但其机械强度、热导率和电导率等性能存在天然局限，难以满足高端领域对材料综合性能的严苛要求。近日，科研人员通过创新工艺成功突破这一瓶颈，开发出一种兼具超高性能与优异加工性的碳纳米管超级塑料，为高性能聚合物基复合材料研发开辟了新路径。
研究团队采用浮动催化剂化学气相沉积技术，制备出具有高长径比的长碳纳米管网络结构。通过将这种网络结构浸入聚酰胺6（PA6）与甲酸的混合溶液中，实现了碳纳米管与聚合物分子的自发融合。这一创新工艺不仅将碳纳米管负载量提升至59wt%，更通过优化微观结构显著增强了材料的取向度和堆积密度，使碳纳米管在聚合物基体中形成定向排列的导热通道。
实验数据显示，这种新型复合材料在热学性能上表现卓越，其热导率呈现高度定向特征，可实现精准的热流控制。同时，材料的力学强度和电导率较纯聚合物提升两个数量级以上，在保持优异加工性能的前提下，成功突破了传统塑料的性能极限。研究人员通过3D打印和热压成型技术，将该材料制备成复杂结构件，验证了其在电子器件热管理领域的实际应用潜力。
该工艺具有显著的普适性优势，除PA6外，还可扩展至聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚丙烯腈（PAN）、聚碳酸酯（PC）和聚醚酮酮（PEKK）等多种工程塑料体系。通过调整工艺参数，不同基体的碳纳米管超级塑料均展现出优异的热电性能提升效果，且保持了良好的成型加工特性。这种材料创新为航空航天、新能源等领域提供了高性能解决方案，同时推动了聚合物基复合材料向功能化、智能化方向发展的技术变革。
