超导储能和催化纱线基于古老的螺旋形

使用常规技术，粉末或者使用聚合物粘合剂保持在纱线中或者结合在纤维表面上，并且这两种方法都可以限制粉末浓度，提供纱线功能的粉末可接近性，或纱线加工成纺织品和后续应用所需的强度。

在1月7日出版的“科学”杂志上，在达拉斯的AlanG.MacDiarmidNanoTech研究所工作的共同作者描述了使用双轮胎来解决这些问题，并证明了使用双折纱进行超导电缆和电子纺织品到电池和含有柔性编织电极的燃料电池。

Biscrolled纱线的名称来自它们的生产方式：均匀的客体材料层沉积在碳纳米管网的顶部，称为主体。然后将该双层客体/主体叠层加捻以形成双卷纱。根据末端约束和所施加应力的对称性，扭曲插入导致阿基米德，双阿基米德或费马卷轴的扭曲版本，这是阿基米德和费马螺旋的三维扩展和自然界中发现的螺旋组合，并且受到多样化的尊重文化几千年。

本发明人用于压光的碳纳米管网不是普通的碳纳米管片-它们可以从碳纳米管森林中以两码/秒的速度拉伸，这看起来像竹林，其中直径为2英寸的竹树上升一英里到天空。这些薄片中的四盎司将覆盖一英亩，并且在致密化时它们的厚度约为50nm，这比人类头发或普通纸张薄约一千倍。

这些坚固的碳纳米管网将大部分粉末的双折纱保持在一起，甚至能够机洗洗涤含有双纱的纺织品而没有明显的粉末损失。纤维网薄度意味着可以在具有大约人类头发直径的双毛卷纱中容纳数百个卷轴层。同时，纳米管网为纱线提供导电性，并且为了电化学和传感器应用，将捕获在网状通道中的颗粒进入液体和气体所需的孔隙率。

客体的选择决定了双纱的功能。使用高达95%(重量)的LiFePO4作为客体UT达拉斯的研究人员证明了锂离子电池，高性能锂离子电池电极的卓越材料，并且具有电池性能，灵活性和机械稳健性，可用于储能和发电服装。Biscrolling氮掺杂的碳纳米管客体提供用于化学产生电能的高催化燃料电池阴极，这避免了对昂贵的铂催化剂的需要。通过压缩镁和硼粉末的混合物并进行热处理，产生超导MgB2纱线，这消除了用于常规生产超导线材的三十个或更多个拉伸步骤。使用光催化二氧化钛客体，获得用于自清洁织物的双折纱。

“UTDallas的bosrolling技术具有丰富的应用可能性，远远超出了我们在”科学“杂志中所描述的那些。例如，我们的合作者韩国汉阳大学的SeonJeongKim教授已经使用双折纱制造最终可能使用的改进的生物燃料电池为该医学植入物提供动力，“该文章的相应作者RayH.Baughman博士，RobertA.Welch化学教授和UTD纳米技术研究所所长说。“我为两位前NanoExplorer高中生CarterHaines和StephanieStoughton感到特别自豪，他们是我们在”科学“杂志和我们国际上提交的关于双打的专利申请的本科合着者。”

本文的其他共同作者是博士后研究员，主任作者MárcioLima博士，ElizabethCastillo-Martínez博士，JavierCarretero-Gonzáles博士，RaquelOvalle-Robles博士和JiyoungOh博士;研究生XavierLepró，MohammadHaque，NeemaRawat和VaishnaviAare;实验室助理ChihyeLewis;研究教授ShaoliFang博士和MikhailKozlov博士;以及纳米技术研究所物理学教授兼副主任AnvarZakhidov博士。

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