Oherwydd ei ddwysedd isel, cryfder uchel, caledwch uchel, hyblygrwydd uchel, dargludedd uchel, cyfernod ehangu thermol isel a nodweddion aml-swyddogaethol eraill, mae ffibrau nanotiwb carbon yn cael eu hystyried yn ddeunyddiau crai pwysig ar gyfer paratoi ffibrau super, deunyddiau dargludol tryloyw. , sglodion carbon cenhedlaeth nesaf, ac mae ganddynt gymwysiadau potensial mawr ym meysydd diwydiant gwisgadwy, awyrofod, amddiffyn cenedlaethol a milwrol deallus.

Fodd bynnag, oherwydd ei allu i amsugno golau gweladwy cryf, ystyrir mai nanotiwbiau carbon yw'r deunydd duaf yn y byd, ac mae ei wyneb yn grisialog iawn ac yn anadweithiol yn gemegol, felly mae'n amhosibl defnyddio dulliau confensiynol i'w lliwio'n gemegol, gan arwain at ei ddu undonog na all fodloni gofynion cynhyrchion ffasiynol, sy'n cyfyngu'n fawr ar ei gymhwysiad ym meysydd dyfeisiau gwisgadwy hyblyg, ffabrigau deallus ac yn y blaen. Yn ogystal, fel deunydd carbon nodweddiadol, mae nanotiwbiau carbon yn hawdd i'w llosgi mewn amgylchedd aerobig tymheredd uchel, sydd hefyd yn cyfyngu ar ei gymhwysiad mewn awyrofod a meysydd eraill i raddau helaeth.

Yn ddiweddar, mae tîm ymchwil Prifysgol Tsinghua wedi gwneud cynnydd pwysig wrth baratoi ffibrau nanotiwb carbon lliw perfformiad uchel y gellir eu rheoli, ac wedi paratoi ffibrau nanotiwb carbon lliw am y tro cyntaf. Mae gan y ffibr nanotiwb hwn arafu fflamau a gwydnwch rhagorol, sy'n datrys y broblem hirsefydlog bod nanotiwbiau carbon yn anodd eu lliwio ac yn fflamadwy, yn gwella ei fanteision perfformiad yn sylweddol, ac yn ehangu ei feysydd cymhwyso.

Wedi'u hysbrydoli gan y lliw strwythurol mewn natur, cynigiodd ymchwilwyr y syniad o ddefnyddio'r egwyddor o liwio strwythurol i wireddu lliwio nanotiwbiau carbon yn gyntaf. Gall defnyddio technoleg dyddodiad haen atomig i orchuddio haen o ditaniwm deuocsid (TiO2) gorchudd trwchus gyda thrwch o ddim ond 50 ~ 300nm ar wyneb ffibrau nanotiwb carbon wneud i wyneb ffibrau nanotiwb carbon ddangos lliwiau llachar. Trwy astudio mecanwaith cromogenig ffibrau nanotiwb carbon, canfyddir pan fydd y golau digwyddiad yn cyrraedd wyneb ffibrau nanotiwb carbon wedi'u gorchuddio â haen TiO2, mae'r rhan fwyaf o'r golau digwyddiad yn cynhyrchu adlewyrchiad, gwasgariad neu blygiant ar wyneb haen TiO2, ac eithrio hynny mae rhan fach ohono'n cael ei amsugno. Oherwydd y gwahaniaeth rhwng adlewyrchedd a mynegai plygiannol golau gweladwy rhwng TiO2 a nanotiwb carbon, mae gan yr haen TiO2 ac arwyneb ffibrau nanotiwb carbon ymyrraeth ffilm denau, Felly, mae'r ffibrau nanotiwb carbon sydd wedi'u gorchuddio â haen TiO2 yn cynhyrchu lliwiau gwych. Trwy newid math a thrwch ocsidau (fel sinc ocsid, alwminiwm ocsid, magnesiwm ocsid, silicon ocsid, ac ati yn ychwanegol at TiO2), gellir cyflawni newid lliw wyneb ffibrau nanotiwb carbon. Mae gan y dull hwn gyffredinolrwydd da a gellir ei gymhwyso i unrhyw fath o ffibrau nanotiwb carbon.

Canfu ymchwilwyr hefyd fod gan y ffibr nanotiwb carbon lliw briodweddau rhagorol: yn gyntaf, mae bond cemegol rhwng y cotio ocsid ac arwyneb ffibr carbon nanotiwb, sy'n golygu bod ganddo adlyniad cryf; Mae lliw strwythurol nanotiwbiau carbon sy'n seiliedig ar araen ocsid yn dangos gwydnwch super a gall wrthsefyll 2000 o olchiadau ac ymbelydredd uwchfioled dwysedd uchel am fwy na 10 mis; Mae gan ffibrau nanotiwb carbon sydd wedi'u gorchuddio â gorchudd ocsid arafu fflamau sylweddol. O'u cymharu â ffibrau nanotiwb carbon pur, nid ydynt yn llosgi o hyd ar ôl 8 awr o gysylltiad â'r fflam, a gallant gynnal strwythur cyflawn. Yn ogystal, nid yw'r cotio ocsid yn cael fawr o effaith ar briodweddau trydanol a mecanyddol gwreiddiol ffibrau nanotiwb carbon.

Mae'r math hwn o dechnoleg lliwio strwythur nanotiwb carbon sy'n seiliedig ar araen anorganig ocsid yn gwella'n sylweddol briodweddau cynhenid ​​nanotiwbiau carbon ac yn ehangu eu meysydd cymhwyso yn effeithiol. Cyhoeddwyd ymchwil berthnasol ar "datblygiadau gwyddoniaeth" o dan y teitl "lliwio strwythurol superdurableand tân wedi ymddeol o nanotiwbiau carbon".