一篇新的文章探讨了阻碍碳纳米管用于强化陶瓷基体的因素。

碳纳米管（CNT）自从被发现以来被认为是终极添加剂，可以用来改善结构陶瓷（例如氧化铝、氮化硅和氧化锆）的机械性能。然而，尽管碳纳米管具有卓越的强度和刚度，许多研究指出加入这些超材料只能轻微改善甚至降低原来材料的机械性能。事实上，在过去的十年间碳纳米管是否可以直接强化陶瓷材料仍然有很多疑问和争论。

这是怎么回事呢？在《科学杂志和先进材料技术》的一篇论文中，日本国家材料科学研究所的研究人员探索了阻碍碳纳米管用于强化陶瓷基体的因素。

该研究列举了三个必须解决的基本问题，以便能了解和研究碳纳米管在陶瓷基体中的强化机制：

1.当嵌入陶瓷主体基质后，碳纳米管能否改变其固有的承重能力？

2.当碳纳米管与基体之间存在非化学反应的原子层面的紧密接触，会有负载转移至碳纳米管上吗？

3.当纳米级的碳纳米管单独、紧密而均匀地分散在基质中时，可否在宏观上改善其机械性能？如果可以，如何实现？

作者简要回顾了近来致力于解决上述问题的研究工作。特别地，他们讨论了近来发现的涉及陶瓷主体基质的增强、增韧和软化等方面的机械强化机制。他们还提出一种新工艺，该工艺有助于制备无缺陷的、碳纳米管集中的陶瓷以及碳纳米管分级复合材料，这些材料具有前所未有的性能，其应用范围覆盖生物医学植入物和组织工程的温差发电。

新材料在线编译整理—— 翻译： 杨超