美国物理研究所
微电路中的碳纤维片通过铂/碳电极与金/铬电极电连接
信用:松尾聪和南希
Sottos 碳纤维增强聚合物复合材料结构在航空航天、基础设施、能源生产和交通运输中发挥着越来越重要的作用
然而，由于组成碳纤维的导电性和复合材料复杂的分级微观结构，复合材料的电行为很难测量或预测
在《应用物理学杂志》上，伊利诺伊大学香槟分校的研究人员报道了第一次直接测量单根碳纤维的横向电阻率
研究人员将精确的样品制备与一种叫做范德堡方法的技术相结合，来完成这项具有挑战性的测量
合著者南希·索托斯说:“我们的实验证实，横向于碳纤维测量的电性能与沿纤维长度测量的电性能不同。”
当制造碳纤维时，强碳-碳共价键在平行于纵向纤维轴的平面内排列
在横向上，平面之间只存在弱范德华键，导致方向相关的性质
研究人员使用一种被称为范德堡方法的技术来精确测量碳纤维横向的电阻率
使用聚焦离子束在切割的碳纤维切片上进行电阻测量，并连接到用于电阻测量的电极
“我们的结果表明，IM7碳纤维在平行于长度的方向上更具导电性，”合著者松尾聪说
以前，范德堡方法主要用于测量薄膜或圆盘的电阻率
研究人员使用聚焦离子束和针切割并操纵一片碳纤维，这是一种更常用于制备透射电子显微镜标本的工具
研究人员现在正致力于测量两根碳纤维之间的接触电阻
电接触电阻取决于电阻率和接触面积，接触面积也根据两根纤维相互交叉的角度而变化
接下来，他们计划在不同的测量条件下，如环境温度，检查不同类型碳纤维的横向电阻率测量值
索托斯说:“这种方法也可以应用于其他直径在微米量级的同质导电纤维材料，如导电聚合物纤维或金属纤维。”
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