巴基管和碳纳米管-关于这种重要的纳米材料的信息,它们是如何制造和应用

主题

背景

那么什么是碳纳米管呢?

它们是什么时候被发现的?

它们有不同的形式吗?

碳纳米管有什么惊人的特性?

碳纳米管是如何制成的?

碳纳米管可以用来做什么?

碳纳米管的未来是什么?

背景

最近许多纳米技术/纳米材料的宣传都集中在碳纳米管上,有时也被称为巴基管。这个名字来源于球状结构的碳同素异形体,即巴克敏斯特富勒烯。它们惊人的特性已经与可能的应用联系在一起,甚至可以应用于太空电梯,一种基于碳纳米管的电缆,可以让人们进入太空。

所以什么是碳纳米管?

碳纳米管本质上是将石墨片卷起来形成一个空心管。石墨片由排列成六边形的碳原子组成,每个原子与另外三个原子结合形成一个平面,可以把它想象成铁丝网。

它们是什么时候被发现的?

碳纳米管最初是由时任联合碳化物公司员工的罗杰·培根(Roger Bacon)观察到的。在研究碳的三相点附近时,他观察到碳的直空心管。Morinobu Endo在70年代观察到了类似的结构。然而,直到1991年Sumio Ijima对它们进行了描述并将其命名为碳纳米管,人们才开始了解它们的潜力。

它们有不同的形式吗?

碳纳米管有两种基本类型:单壁和多壁碳纳米管:

单壁碳纳米管,顾名思义,是由单层碳原子以石墨片(石墨烯)的形式包裹而成的无缝管。这些管可以在两端打开或在一端或两端盖上。

多壁碳纳米管有两种类型,一种是同心排列的单壁碳纳米管,另一种是像卷轴一样缠绕在自身周围的石墨烯薄片。

纳米管与更常见的碳纤维有关,碳纤维通常用于加固游艇船帆等塑料,纳米管的优势是分子完美,这导致它们具有非凡的性能,特别是强度。与纳米管不同,碳纤维的表面缺陷可能导致灾难性的故障。

碳纳米管有什么惊人的特性?

可能是碳纳米管的最大声明是它们的强度。它们是人类所知的最强材料。为了让你一个想法,它们大约比高强度钢大约100次,在重量的第六次。

他们还声称地幔具有最高的杨氏模量和前所未有的韧性。在展示这种力量的同时,它们也有着惊人的柔韧性。

他们还击败了钻石,在热导率股权的长期所有权持有者。虽然金刚石不区分,碳纳米管在平行于管轴的方向上传导效率更高。

石墨烯在导电性方面表现得像半金属,而碳纳米管的管状结构使它们能够像金属一样导电。

碳纳米管是如何制成的?

合成碳纳米管的方法有很多种。一些更常见的技巧包括:

化学气相沉积

电弧放电

激光烧蚀

高压一氧化碳

虽然已经报道了许多其他工艺,但其中许多只适合实验室规模生产。然而,世界上有许多公司可以生产出商业数量的碳纳米管。

碳纳米管可以用来做什么?

到目前为止,关于碳纳米管已被用于商业应用的报道很少,尽管不乏将其作为现有技术的改进或完全原创技术,整合到消费和高科技应用中的研究。

碳纳米管可以应用的潜在领域包括,但肯定不限于:

平板显示器

导电塑料

能量储存

导电粘合剂和连接器

分子电子学

热材料欧洲杯足球竞彩

结构复合材料

纤维和织物

催化剂

生物医学

碳纳米管的未来是什么?

毫无疑问,纳米技术和碳纳米管将继续渗透到我们的生活中。与大多数先进材料一样,它们最初将在一些更奇特欧洲杯足球竞彩的应用中得到应用。随着商业生产的增加和更高效的生产技术,价格将会下降,借助计量学和显微镜技术的最新发展,这些神奇的材料将会悄悄地进入我们的家庭。欧洲杯足球竞彩

碳纳米管会被用来建造太空电梯吗?这辈子不太可能发生,但在那之后,只有时间能证明。

来源:AZoM

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