玄武巖纖維是由玄武巖為原料，通過熔融拉絲工藝制成的纖維材料。玄武巖纖維具有良好的抗腐蝕性、阻燃性，生產(chǎn)過程環(huán)境友好，被廣泛地應(yīng)用在過濾材料、建筑材料、纖維增強
復合材料等領(lǐng)域。但玄武巖礦石屬于絕緣材料，這一屬性限制了相應(yīng)的纖維材料在導電領(lǐng)域的應(yīng)用。
近期，中國科學院新疆理化技術(shù)研究所研究員馬鵬程帶領(lǐng)的復合材料團隊與德國德累斯頓萊布尼茨高分子研究所教授Edith M?der合作，嘗試以玄武巖纖維為基底，利用其本身含有的金屬元素并采用化學氣相沉積技術(shù)，實現(xiàn)了不同碳納米材料在玄武巖纖維表面的沉積和生長。研究結(jié)果表明，通過控制實驗條件，可高效、可控地在玄武巖表面生長出高溫裂解碳納米顆粒涂層或碳納米管，并實現(xiàn)纖維由絕緣體向?qū)w的轉(zhuǎn)變。
研究發(fā)現(xiàn)，制備的纖維增強復合材料表現(xiàn)出明顯的正壓阻效應(yīng)，含纖維束的導電復合材料基本都是接近整個材料完全斷裂時才變?yōu)椴粚щ?；在拉伸過程中，電阻變化會出現(xiàn)“臺階式”上升的行為，這表明內(nèi)部纖維斷裂是單根先后斷裂的方式。
該研究工作顛覆了傳統(tǒng)玄武巖纖維是絕緣材料的概念，實現(xiàn)了導電玄武巖纖維的制備。研究成果有望在增加玄武巖纖維的功能價值、拓展其應(yīng)用領(lǐng)域的同時，提供一種新的技術(shù)來實現(xiàn)層級結(jié)構(gòu)纖維材料的制備，并可作為一種潛在的纖維增強復合材料界面強度調(diào)節(jié)方法。相關(guān)科研成果在第21屆國際復合材料大會（ICCM-21）上報告。
該項目得到國家自然科學基金、國家“千人計劃”、中德科研合作計劃等支持。
