据外媒报道，韩国电气研究院（KERI）纳米混合技术研究中心Han Joong Tark博士团队通过直接应用现有合成纤维加工方法成功地制造出“功能导线”，这些导线是可穿戴式电子设备的基础。

（图片来源：KERI）

可穿戴电子设备可以附着或佩戴在人身上，如手腕、耳朵或眼睛，长期以来以不同形式成为人们日常生活的一部分，如智能手表、眼镜和耳机。这些设备的关键在于保持轻量化和长期性能。人们想方设法来实现这一目标，其中最重要的元素之一是导电功能线，这是一种十分重要的材料。

KERI实现了一种用单壁碳纳米管（CNT）制成的高能、轻量化导线。CNT是一种新材料，强度是钢的100倍，同时电导率与铜相当。CNT中的碳原子以六边形环的形式连接，从而形成长圆柱形，这也赋予其极佳的柔韧性。特别是，CNT具有显著提高能量密度的优势（即使添加量很少），使电子设备中使用的厚铜（heavy copper）量大幅减少。

然而，CNT具有强烈的团聚倾向，从而形成缠结结构，并且很难通过有机溶剂和其他方法进行分散。因此，在电子和电气设备领域应用CNT需要高度先进和复杂的技术。

为了解决这一问题，该团队首先在CNT中加入少量强酸和添加剂，以在表面增加与溶剂兼容的氧官能团，随后揉捏混合物并将其在低温（2℃）下储存一段时间。这种方法模仿制作面包或面条的过程，即将面粉与水和添加剂混合以使其熟成。这使CNT高度功能化，同时表面缺陷结构较少，从而充分提高性能。

此外，加入尺寸控制在100 nm左右的氧化石墨烯，然后按照与传统合成纤维制造方法相同的工艺，将CNT浆料通过多个小孔旋转，以在凝固浴中形成多股长丝。在此过程中，尺寸受控氧化石墨烯有助于CNT浆料分散，并明显减少纺丝过程中的喷嘴堵塞。最后，在经过纺丝过程后，带有氧官能团的CNT通过氢键结合成单链，从而形成像蜘蛛网一样的功能线。

通过韩国材料科学研究所（KIMS）Kim Taehoon博士团队，KERI生产可用于纺织超级电容器的CNT线，并进行了性能评估，从而确认其具有出色的储能能力。此外，通过高丽大学（Konkuk University）Lee Wi Hyeong教授的研究团队证实，在检测有害气体的存在方面，带有氧官能团的CNT线表现出良好的气体传感器性能。

这种功能可以广泛地应用于智能服装中，适合消防员灭火或国防等领域。Han Joong Tark博士表示：“这项进展首次在有机溶剂中分散功能化CNT以进行溶液纺丝，将有助于开发轻便耐用的可穿戴电子设备。通过不断的研究，这项技术有望在未来的移动出行领域（如电动汽车和无人机）取代铜线，极大地提升轻量化设计与能源效率。”