【检测表征】国外科研人员首次成功测量到单根碳纤维丝束的横向电阻率
碳纤维增强聚合物复合材料结构在能源生产、航空航天、交通运输和基础设施方面具有非常重要的作用。虽然组成复合材料的碳纤维具有优异的导电性，但是由于复合材料具有复杂的层次结构，复合材料的电学性能难以量化或预测。
近日，来自于美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（University of Illinois at Urbana-Champaign，缩写为UIUC）的科学家们首次直接测量了单根碳纤维的横向电阻率。他们通过将精确的样品制备与一种称为van der Pauw技术的创新方法相结合，从而解决了碳纤维横向电阻率难以测试的难题。
在碳纤维制备过程中，较强的碳-碳共价键倾向于在纵向平行于纤维轴向的平面上排列。而在碳纤维的横向方向上，平面之间仅出现弱范德华键，会导致碳纤维在横向和纵向方向上性能的显著差异。
通过采用van der Pauw方法，研究小组精确测量了碳纤维横向的电阻率。电阻测量是在使用聚焦离子束切割的一片碳纤维上进行的，并连接到电极进行电阻测量。
UIUC教授、相关课题负责人员Satoshi Matsuo指出，通过利用van der Pauw方法测试表明：IM7 碳纤维在平行于长度的方向上具有更高的导电性。
这种van der Pauw方法以前主要用于对薄膜或磁盘的电阻率进行定量测试。研究小组用聚焦离子束和针头切割并操作碳纤维切片，这是一种更常用于制作透射电子显微镜标本的工具。
目前，该团队正在测量两种碳纤维之间的电接触电阻。电接触电阻取决于电阻率和接触面积，这也会受到两条光纤相互交叉的角度的影响。
在后续研究工作计划中，研究人员将会进一步研究不同类型碳纤维在不同测量条件（如环境温度）下的横向电阻率。
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