加州大学工程系学生Yanbo Fang在纳米实验室使用定制纺纱机将碳纳米管纤维卷成细线，使这成为可能的是碳纳米管的独特性质：大表面区域，坚固，导电并且耐热。

      加州大学工程与应用科学学院和空军研究实验室达成了为期五年的协议，以开展可以增强军事技术应用的研究。

      加州大学教授Vesselin Shanov与纳米实验室的合作伙伴兼教授Mark Schulz共同利用他们在电气，化学和机械工程方面的专业知识来制造可以为电子设备供电的“智能”材料。

       “主要挑战在于将这些特性转化为它们的强度，导电性和耐热性，”Shanov说。

      Schulz表示，碳制造业正处于复兴时期。碳纳米管将取代汽车和飞机中的铜线，以减轻重量并提高燃油效率。碳能过滤水，通过新生物识别传感器让我们了解更多关于我们的生命和身体的特征。

      碳将取代聚酯和其他合成纤维。由于碳纳米管是地球上最黑的物体，吸收99.9％的可见光，你可能会说碳是新黑色。

       “过去，金属主导着制造业，” Schulz说。 “但我认为碳会在很多应用中取代金属。

       “将会出现一个全新的碳时代革命，” Schulz说
 

加州大学研究生Mark Haase展示了碳纳米管光纤的导电性。
加州大学的纳米实验室有30名研究生和本科生在工作。

      其中之一，加州大学研究助理Sathya Narayan Kanakaraj共同撰写了一项研究报告，研究如何提高干法纺制碳纳米管纤维的拉伸强度。 他的研究结果于6月发表在Materials Research Success杂志上。

       “这促使我们分组工作并专业化。这些与我们在企业研究和行业中看到的动力相同，”Haase说。 “工程如今是一项团体项目，因此我们可以利用这一点。”

      加州大学的研究人员将称为化学气相沉积的过程在真空室中加热在四分之一尺寸的硅晶片上“生长”纳米管。

       “每个粒子都有成核点。通俗地说，我们可以把它称为种子，”Haase说。

       “我们的含碳气体被引入反应堆。当含碳气体与我们的'种子'相互作用时，它会在表面上分解并重新形成。我们让它生长到我们想要的尺寸，”他说。

      研究人员几乎可以在任何领域使用到碳，从酒精到甲烷。

       “我记得有一组人使用Girl Scout饼干展示。如果它含有碳，你就可以把它变成纳米管，”Haase说。

      加州大学纳米实验室在2007年通过种植延伸近2厘米的纳米管创造了世界纪录，，这是当时实验室生产的最长的碳纳米管阵列。 今天的实验室可以创造出更长时间的纳米管。

碳纤维可以缠绕成坚固的导电线。 像蜘蛛丝一样，它具有足够的弹性和强度。 图片来源：Joseph Fuqua II / UC Creative Services

      加州大学的研究人员在实验室的工业线轴上拉伸了小纤维方块。 突然间，这块微小的碳片成为了一种类似蜘蛛丝的纺线，可以编织成纺织品。

       “这与纺织品完全一样，”Shanov说。 “我们可以将它们组装成一个机器螺纹，并将它们用于各种应用，包括传感器，跟踪水中的重金属或储能设备，包括超级电容器和电池。”

      对于军方而言，这可能意味着要更换重型电池，这些重型电池可以为越来越多的电子设备充电，这些电子设备构成士兵的负载：灯光，夜视和通信设备。

       “他们携带的重量的三分之一只是为所有设备供电的电池，”Haase说。 “因此即使我们能够稍微削减一点重量，这对他们来说也是一个很大的优势。”

      医学研究人员正在研究碳纳米管如何帮助提供靶向剂量的药物。

      但首先研究人员希望确保碳纳米管是无毒的

       “这就是为什么他们一直在缓慢行动，” Haase说。 “研究发现，在急性暴露下，碳纳米管会导致类似于石棉的损伤。我们要做的最后一件事就是治愈一种癌症，但却发现它又会给你一种不同的癌症。”

初步结果很有希望

       请不要在巴黎时装秀上寻找带碳纳米管的时装。 成本太高了。

       “碳纳米管的最大优点是不缺原材料。它只需要金属催化剂，而我们使用铁，镍和碳。这些并不稀缺，”Maruyama说。 “因此，当我们谈论每年生产数百万吨碳纳米管时，我们并不需要制造数百万吨稀金属。”

      Shanov说，最终目标是将加州大学的学术研究转化为实际问题的解决方案。

      “我们在学术界用奢侈品来探索不同的应用领域，”Shanov说。 “并非所有人都可以看到市场前景。但即使有有10％的人受到影响，也会取得巨大成功。”