先进的机械测试技术理解新型纳米材料欧洲杯足球竞彩

Hannah Leese博士和巴斯大学的团队

碳纳米管(CNTs)是由一层或多层碳原子组成的圆柱形纳米级中空管。碳纳米管与sp化学结合²像石墨烯这样的化学键，再加上它们通过范德华力连接在一起的自然倾向，导致了超高强度和低重量的特性。

再加上它们的高导热性和导电性，使得碳纳米管从医疗保健到能量收集和储存的许多申请的宝贵材料。

独特的一维（1D）结构提供了CNT，具有在各种纳米技术应用中扩展其潜力的属性¹．

例如，自1991年发现碳纳米管以来，由于其光滑的结构、低弯曲度(多孔介质的几何复杂性的衡量指标)和优化其直径的可能性，碳纳米管一欧洲杯足球竞彩直被认为是潜在的适合水过滤的材料²．

根据碳原子层的数量，CNTs可以分为单壁碳纳米管(SWCNTs)或多壁碳纳米管(MWCNTs)。

swcnts的长度一般在~0.1 μ m ~ 20 μ m之间，直径在~0.5 nm ~ 100 nm之间^3.这使得这些纳米材料具有很高的纵横比。欧洲杯足球竞彩

除了各向异性(方向相关)的性能外，这个比例使SWCNTs非常适合于纳米复合纤维的应用⁴．SWCNTs还可以满足延展性、高性能纤维的要求，保持刚度和高强度。

测量纳米材料特性

在开发新型纳米复合纤维的过程中，拉伸性能测试至关重要。

人们已经开发了各种技术来合成超长纳米管(SG-CNTs)或超长SWCNTs，这是迄今为止所报道的最坚韧和最强的纳米管基纤维，并随后将它们纳入结构和多功能聚合物复合材料中。

高纵横比的SG-CNTs具有许多优势，如更高的电导率和导热率⁵．然而，将SWCNTs的固有特性转化为真实的宏观材料是困难的，因此研究重点是将SWCNTs成功地应用于多功能和结构聚合物复合材料中。欧洲杯足球竞彩

此外，由于它们的高表面能，SWCNTs通常形成的束在电子和机械上都不如理想的个体化种。

在巴斯大学，最近的研究研究了利用化学还原的纳米管来克服SG-CNT个性化的挑战，并通过研究SWCNT长度对力学行为的影响，将这些纤维与标准SWCNTs的用途进行了比较。通过合成swcnts /聚氯乙烯(PVC)复合纤维⁶．

SG-CNTs的第一反应与商业SWCNTs相似，在保持高强度的同时，屈服后表现出塑性延伸。

与测试的用PVC复合纤维增强的最坚韧的短swcnts相比(图1)，增强的塑性应变导致了韧性的大幅提高——增加了2.4倍。这些结果提供了更多的证据，表明高长宽比SWCNTs有利于机械应用。

图1所示。(一)典型的应力-应变曲线说明了不同的力学响应，(b)力量，(c)杨氏模量,(d)strain-to-failure,(e)韧性。使用tst350拉应力测试仪(Linkam Scientific Ltd, UK)测量。根据创作共用署名3.0非移植许可证改编自参考文献6。

拉伸测试技术

这些实验利用先进的成像技术来可视化CNT的机械性能。诸如Linkam的模块化力级（MFS）等专用温控阶段可以与光学显微镜仪器集成，以便在给定环境中收集有关纳米材料性能的信息。

这使得研究人员能够将温控设备测量到的物理特性与光学信息联系起来。温控级允许对非常细的纤维(如碳纳米管)进行拉伸测量，与传统的大型张力计相比具有更高的灵敏度。

除了温度，为了模拟材料在使用时所受的原位环境，并允许观察性能变化，一些阶段可以控制氮气气氛和湿度。

持续多元化研究

除了光学显微镜外，温度控制装置可用于透射或反射照明，以及其他方法，包括x射线、拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)．

通过利用此类设备，沐浴大学的研究人员正在纳米胺的护理点（POC）诊断中突破新的地面，同时提高其对新材料的机械性能，如石墨烯氧化物纤维。欧洲杯足球竞彩

参考资料及进一步阅读

1. 1 .单壁碳纳米管(SWCNTs)在空气中汞含量测定中的应用，中国环境科学，2016,31(6):733 - 738。欧洲杯线上买球
2. 张国栋，张国栋，张国栋。碳纳米管和纳米管中流体流动特性的研究。应用化学，2007,29(4):457 - 462。
3. Govada L，Leese HS，Saridakis E，Kassen S，Chain B，Khurshid S，Menzel R，Hu S，Shaffer MSP和Chayen Ne。探索碳纳米材料多样性，用于蛋白质晶体核，科学报告，6：20053。
4. Jun Lee W, Clancy AJ, Fernández-Toribio JC, Anthony DB, White ER, Solano E, Leese HS, Vilatela JJ和Shaffer MSP。碳纳米管/聚乙烯醇复合材料的研究进展，无机材料学报，2019,34(4):559 - 563。
5. 李家，马力，周上，给ck，唐bz和金jk。碳纳米管的渗透阈值，分散状态和纵横比之间的相关性。adv。funct。Mater。，2007,17,3207-3215。
6. Clancy AJ, Anthony DB, Fisher SJ, Leese HS, Roberts CS和Schaffer MSP。纳米碳管的还原溶解及其对纳米复合材料性能的影响，纳米材料学报，2017,33(4):534 - 538。

致谢

• 由巴斯大学的Hannah L欧洲杯足球竞彩eese博士和Linkam Scientific Instruments的销售和市场总监Duncan Stacey撰写的原始材料制成。

这些信息已经从林肯姆科学仪器提供的材料中获取、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问Linkam科学仪器。