人类社会的发展对先进纤维材料提出了前所未有的要求，特别是近半个世纪以来，碳纤维（CF）、芳纶纤维、陶瓷纤维等高性能纤维发展迅速，已广泛应用于航空航天、国防、交通等前沿领域。其中，纳米碳材料，如碳纳米管，石墨烯的出现，推动了碳基纤维的进一步发展，纳米碳材料由sp2杂化碳原子组成，它们具有超高的比强度，韧性，导电性和导热性，极大的提升了纤维的综合性能。

本工作对碳纤维的结构、分类和设计策略进行了全面探讨，并总结了碳纤维制备和应用的最新进展。最后，该工作还发表了其对开发下一代轻质、高性能、多功能和智能碳纤维材料的看法。

图文详解

图1. 以碳纳米管，石墨烯，富勒烯为原材料制备的碳基纤维及其微观结构。

图2. 通过湿法纺丝、干法纺丝及气凝胶纺丝制备碳基纤维的示意图，对碳基纤维的后处理工艺以及报道的碳基纤维的性能对比。

图3. 功能化处理碳纳米管纤维

图4. 功能化处理石墨烯纤维。

图5. 碳纤维在轻质高性能纤维，智能纤维，功能化纤维三个方面的应用。

Yeye Wen，et al，Carbonene Fibers: Toward Next-Generation Fiber Materials，Nano Letter，2022

DOI：10.1021/acs.nanolett.1c04878

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04878