風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要組成部分，其成本占整個(gè)風(fēng)機(jī)的20%以上。九洲風(fēng)機(jī)獲悉，近年來隨著全球范圍內(nèi)對(duì)風(fēng)能開發(fā)的持續(xù)增長(zhǎng)，大尺寸甚至超大尺寸葉片(單片長(zhǎng)度超過70米)成為風(fēng)電發(fā)展的主流方向。葉片在服役過程中受到多種外部載荷的聯(lián)合作用(包括彎曲、壓縮、拉伸等)，對(duì)材料的剛度、強(qiáng)度、耐疲勞等力學(xué)性能要求很高。葉片材料的選擇還需考慮諸如材料的加工性、密度、環(huán)境穩(wěn)定性等因素。開發(fā)新型的高性能葉片材料對(duì)于提升風(fēng)機(jī)整體性能尤為重要。

碳納米管(CNTs)是一種管狀一維納米材料，具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等性能。通過在高分子基體中添加少量的CNTs(一般<1.0 wt%)，就可使材料的性能得到非常顯著的改善。例如在典型的葉片用環(huán)氧樹脂中添加0.5wt%CNTs，材料的導(dǎo)熱率可以提高80%以上。碳納米管/高分子納米復(fù)合材料還具有獨(dú)特的多功能性質(zhì)：如納米填料的引入可以同時(shí)改善復(fù)合材料的模量、強(qiáng)度、韌性、耐疲勞等力學(xué)性能，而這種增強(qiáng)效果在傳統(tǒng)的高分子復(fù)合材料中幾乎難以實(shí)現(xiàn)。通過在風(fēng)機(jī)葉片材料-纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)的組分(纖維或基體)中引入碳納米材料，可以提高基體的性能以及纖維和FRP基體之間的界面作用，進(jìn)而為改善風(fēng)機(jī)葉片的整體性能提供了可能。

此外，技術(shù)人員有觀察到CNT/高分子納米復(fù)合材料的環(huán)境穩(wěn)定性是采用此類材料有望提高風(fēng)機(jī)葉片的防雷擊、耐濕、耐熱等性能，利用CNTs優(yōu)異的電學(xué)性能設(shè)計(jì)的傳感材料可用于葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷的檢測(cè)，從而為預(yù)測(cè)葉片壽命提供了一種新途徑。