关键技术破冰！中国热科院研发可拉伸导电橡胶纤维规模化制备工艺

近日，中国热带农业科学院（以下简称“中国热科院”）农产品加工研究所与橡胶研究所携手攻关，成功研发出可规模化制备多功能可拉伸导电天然橡胶纤维的核心技术。相关研究成果已正式发表于中科院1区TOP顶刊《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal），不仅为我国天然橡胶制品向高端化、功能化升级指明了方向、提供了关键技术支撑，也为柔性电子领域的创新发展注入了新动能。

据了解，《化学工程杂志》是材料科学与工程技术领域的权威核心期刊，2024年其影响因子达13.3，自引率仅为9.00%，在工程：化工、工程：环境两大领域均位列JCR Q1分区。能在该期刊发表研究成果，充分印证了这项技术的学术价值与实际应用潜力。

当前，柔性电子学正快速发展，可拉伸导电纤维作为柔性传感、能量转换等前沿领域不可或缺的核心基础材料，市场需求持续攀升、愈发迫切。天然橡胶因具备出色的弹性、断裂韧性、抗疲劳性以及易加工的特点，一直被业界公认为制备弹性导电材料的理想基体。但长期以来，复合材料体系中存在的固有“权衡”效应，严重制约了天然橡胶基可拉伸导电纤维的规模化生产与性能提升，成为困扰行业发展的核心瓶颈。

针对这一行业难题，中国热科院联合研究团队历经三年潜心钻研、持续攻关，创新性地将吸附浓缩工艺与单壁碳纳米管（SWCNT）增强的拉伸诱导结晶策略相结合，成功研发出一套高效、低成本的规模化制备技术。通过三大关键突破，团队有效破解了行业痛点：一是引入吸附浓缩技术，打破了分散液浓度与可纺性之间的相互制约；二是选用高长径比单壁碳纳米管作为纳米填料，仅添加1%的用量，就实现了纤维机械性能与导电性能的精准平衡，显著降低了生产成本；三是借助原位X射线散射技术，深入剖析了纤维性能提升的内在机制，建立起完善的理论模型，为后续技术优化完善提供了坚实的科学支撑。

实验验证结果表明，采用该技术制备的天然橡胶/单壁碳纳米管复合纤维，具备一系列优异性能：在力学性能方面，其断裂强度最高可达30MPa，拉伸率稳定保持在900%以上，实现了高强度与高弹性的兼顾；在导电性能方面，电导率最高达14S·m⁻¹，可直接应用于电路连接；在传感性能方面，在5%—200%的应变范围内，能够实现稳定、精确的信号响应，可满足柔性传感领域的应用需求；同时，该纤维还具备高效光热转换能力，在光照条件下可快速升温至40℃，能有效抑制天然橡胶的低温结晶现象，成功解决了其在低温环境下性能衰减的问题。

这项技术的突破，不仅填补了天然橡胶基可拉伸导电纤维规模化制备领域的技术空白，更推动乳胶丝制品从传统民用领域向高端柔性电子领域延伸拓展。该纤维在智能穿戴、柔性传感器、能量转换器件等多个领域拥有广阔的应用前景，结合当前柔性电子千亿美元市场的发展机遇，其产业化落地将进一步提升我国在柔性电子材料领域的核心竞争力，助力我国在该领域实现更高质量的发展。