许多重要的技术，从电池的电极和超导导线到燃料电池中的催化剂，它们所依靠的材料都包含粉状颗粒，非常难以控制。现在，有一种不寻常的技术，可以简化许多这类技术的生产，并可能指点迷津，迈向一些激进的新方法，德克萨斯大学（University of Texas）的研究人员展示了一种方法，他们纺制纱线采用的是碳纳米管再混合有用的粉状材料。

    研究者们使用这种方法制成纱线条，这种纱线条可作为电池电极，其他的纱线条具有超导性能，还有自洁纱线条。

    “粉末是非常重要的功能性材料，因为它们具有很大的表面积，问题是，粉末没有形状，很难使用。”达拉斯（Dallas）德克萨斯大学麦克迪阿米德纳米技术研究所（MacDiarmid NanoTech Institute）主任雷·鲍曼（Ray Baughman）说。

    举例来说，锂离子电池电极，就是利用粉末高比表面积（high surface area）的优势，实现更大的存储密度。但通常而言，任何一种粉末都必须结合在一起，这就要使用粘结剂，会增加重量和坚固性，或者，这些粉末必须熔结，形成固体结构，这些过程都是复杂的。

    鲍曼说，他的研究小组开发的这项技术更容易加工广泛的粉状物料。“你几乎可以采用任何粉，并制成可缝、可纺、可打结、可编织的纱线，”他说。

    研究人员首先在化学反应器上培育了一片碳纳米管森林。然后，他们拖着辊轮碾过碳纳米管，这些碳纳米管就脱离表面，并缠绕形成一种长长的弹性条带，这就是所谓的纳米管网。这些网状物是鲍曼的研究小组发现的，可以作为纳米颗粒和粉末的宿主。研究人员喷涂这种网状物的表面就用这种粉末，然后把这种网状物捻成纱。这种粉末就被束缚在纳米管网状物的螺旋孔内。“当你洗纱线时，几乎所有粉末都会保持住，”他说。由此产生的纱线有95%到99%的重量是粉末。

    鲍曼研究小组使用混合的粉末状硼镁制成超导纱线，这是一个简单的工序。传统工艺制备超导电线需要把粉末装进铜管，进行加热，并拉长数十倍，扯成导线。但是，超导纱线只加热一次，就可退火，使粉末形成超导线。

    粉体保留的性能使它们非常有用，马提欧·帕斯夸里（Matteo Pasquali）说，他是莱斯大学（Rice University）化学和生物分子工程教授，没有参与这项工作。鲍曼的方法基本上是“把颗粒转化成纤维，”他说。化学物质可以随时进出稀疏的碳纳米管，和它互动的颗粒被困在里面。

    帕斯夸里在莱斯大学领导的一个项目，是要制备碳纳米管纤维，这种纤维非常密，因此非常强，也很导电。这些纯纳米管纤维最终可以被用作低损耗的电力传输电缆或超强结构材料。 “一旦你有一种纤维，你就可以纺织它，制成聚合物（如玻璃纤维），或织成面料，”帕斯夸里说，他注意到，纺织加工相对而言是低成本的。

    鲍曼的研究小组制成一种电池电极结构，采用的是锂铁磷酸盐粉末。制造结构几乎是99%的活性物质，因此可以用来制造重量轻的电池。

    当然，一旦某种东西可以制成面料，也就可以穿戴。

    崔易（Yi Cui）是斯坦福大学（Stanford University）材料科学与工程副教授，也在开发基于织物的能源存储设备。他认为，可穿戴式电源有朝一日会驱动日常小装置。最重要的因素是成本、重量，以及能够快速充放电，而纺织电极似乎是这些方面的理想选择。但他们不太可能升级，因为有些应用需要很高的总能量存储容量，像电动车电池就是这样。

    德州大学研究人员计划开展这个项目要从几个方向进行。除了测试不同的粉末，他们还在试验用不同的方式填充粉末。

    有朝一日，纱线可用于生产大量的材料，以进行结构制造。“现在，它更明智的是谈论电池，而不是机翼，这是因为所需（材料）的吨位，”鲍曼说。他的研究小组正与几家公司合作，进一步开发这种纱线，这些公司包括化学品制造商林泰克公司（Lintech）和碳纳米管纺织品制造商纳诺科莫公司（Nanocomp）。