前沿材料技术落地突破!张永毅博士将揭秘可打印碳纳米管超级塑料新生态,7月15-17日苏州,第四届塑料配混技术论坛不见不散!

作为本次重磅演讲嘉宾，张永毅博士深耕碳基新材料与先进复合材料领域十余年，拥有扎实的科研积淀与丰富的产业化研究经验。其2008年获北京大学物理化学专业博士学位，先后于美国密歇根大学安娜堡分校、美国南达科他大学开展博士后研究，2011年入职中科院苏州纳米所，现任研究所轻量化实验室副主任，同时担任江西省纳米技术研究院副院长、烯碳材料重点实验室主任等职务。多年来，张永毅博士聚焦烯碳纤维可控制备、复合材料3D打印、纳米材料高有序组装等核心方向，突破多项行业“卡脖子”技术，率先实现高性能碳纳米管纤维批量制造，攻克大丝束金属复合碳纤维“黑心”难题，完成相关材料吨级工程化制备，实现多项产品进口替代。

科研生涯中，张永毅博士主持国家重点研发计划、国家自然科学基金等各类科研项目20余项，累计经费超7000万元，在《Science》等国际顶级期刊发表论文百余篇，授权发明专利40余项，斩获多项省部级科技进步一等奖，是国内碳基复合新材料、先进高分子材料加工领域的核心骨干研究者，为本次碳纳米管超级塑料的研发落地奠定了坚实的理论与技术基础。

长期以来，碳纳米管凭借极致的机械、导热、导电性能，被公认为改良传统塑料的理想增强材料，但传统复合工艺存在显著技术瓶颈：要么碳纳米管负载量低、分散杂乱，材料性能提升微乎其微；要么高负载改性后彻底丧失塑料的可塑性，无法二次加工，始终难以实现产业化落地。同时，当代电子器件向小型化、集成化、精密化快速迭代，对热管理材料的定向导热、精准控温能力提出极高要求，传统材料已无法适配高端制造需求。

针对行业核心痛点，张永毅博士团队联合北京大学、武汉大学、美国德克萨斯大学达拉斯分校等多家科研单位，创新研发出原位碳纳米管-聚合物融合与热加工规模化制备工艺，彻底打破技术壁垒。团队采用浮动催化剂化学气相沉积法制备超长碳纳米管网络，通过聚合物溶液自发融合技术，实现碳纳米管59wt%的超高负载量，同时完美保留碳纳米管高长径比结构，大幅提升材料取向度与堆积密度，成功研制出兼具超高性能与极致加工性的碳纳米管超级塑料。相关成果已发表于顶级期刊《国家科学评论》，获得行业高度认可。

据测试数据显示，这款新型超级塑料具备全方位优异性能，实现多项指标跨越式提升。材料热导率可达143±5.8 Wm⁻¹K⁻¹，热导率各向异性比高达123，具备极强的定向导热能力，可实现精准控温散热；力学性能突破传统塑料上限，拉伸强度达663±18 MPa，坚韧耐用；同时拥有8.6×10⁴ Sm⁻¹的优异电导率，兼具导电、导热、高强多重特性。更核心的突破在于，该材料彻底解决了高性能与加工性的矛盾，可适配3D打印、热压成型等多种加工方式，能够定制化制备各类复杂结构零部件，且工艺通用性极强，可适配聚酰胺6、聚碳酸酯、聚醚酮酮等多种工程塑料体系，适配多领域差异化需求。

在实际应用场景中，该材料展现出极高的实用价值与不可替代性。依托独特的定向传热特性，当碳纳米管取向与热流方向平行时，可快速导出90℃热源热量，高效解决电子设备散热难题；垂直取向时又能精准抑制热损耗，实现精细化热管理，完美适配精密电子、新能源设备的温控需求。相较于传统导热塑料、金属散热材料，碳纳米管超级塑料兼具轻量化、高性能、可定制、易量产的优势，既规避了金属材料重量大、成本高的弊端，又弥补了传统高分子材料性能不足的短板。

业内专家表示，张永毅博士团队研发的可打印碳纳米管超级塑料，是高分子材料与纳米技术融合的重大创新，重塑了高性能塑料的技术体系。从行业价值来看，该技术破解了高含量纳米填料与高分子材料高效复合、高性能与可加工性兼顾的世界性难题，推动塑料材料从“通用耗材”向“高端功能结构材料”升级，为塑料配混行业提供了全新的技术研发方向与产业化思路。

展望未来，这款超级塑料拥有极为广阔的应用前景。在消费电子领域，可用于手机、平板、精密芯片的散热构件，解决设备集成化带来的散热瓶颈；在新能源行业，可适配动力电池、储能设备的热管理系统，提升设备运行安全性与稳定性；在航空航天、高端装备领域，可替代部分金属构件，实现设备轻量化、高性能升级；同时，依托3D打印定制化优势，还可拓展至智能穿戴、柔性电子、高端医疗器械等新兴领域。随着制备工艺的持续优化与规模化量产技术的成熟，该材料有望快速落地产业化，赋能新能源、高端制造、电子信息等战略性新兴产业，推动我国高端功能塑料领域实现自主可控、弯道超车。

本次第四届塑料配混技术论坛聚焦行业前沿技术与产业落地痛点，张永毅博士的专题演讲将全面解锁碳纳米管超级塑料的技术细节、工艺优势与产业化路径，为塑料配混行业转型升级、新材料创新应用提供全新思路，助力我国高分子复合材料产业向高端化、高性能化、智能化高质量发展。