2008年8月16日
超过15年,碳纳米管(CNT)一直是纳米技术的旗舰材料。研究人员对纳米管的应用构思了从微电子器件到癌症治疗的纳米管。理论上,它们的原子结构应给予他们的机电性能远远优于最常见的材料。欧洲杯足球竞彩
不幸的是,理论和实验未能收敛于CNT的真正力学性质。研究人员西北大学最近首次对碳纳米管的力学性能进行了实验测量,结果与理论预测直接吻合。
碳纳米管是圆柱形结构,通常直径小于30纳米,长度为几微米。它们的小体积使它们非常强大,但同时很难单独测试;因此,实验通常与基于量子力学的预测大相径庭。
西北大学麦考密克工程与应用科学学院的机械工程教授Horacio Espinosa说:“成像和测量分辨率以及原子结构的模糊(缺陷)掩盖了大多数实验的结果,并提供了不可靠的力学预测。”欧洲杯线上买球
埃斯皮诺萨和他在西北大学的团队使用基于微电子机械系统(MEMS)技术的纳米材料测试系统解决了这些问题。该系统允许在测试期间对负载和位移进行电子测量,在透射电子显微镜内进行,以提供实时原子成像。
“这种方法消除了测试结果中的所有歧义,”Espinosa表示。“我们可以确定我们测量的所有数量,结果匹配量子力学预测非常好。”
Espinosa与乔治Schatz,莫里森·科学艺术和科学学院的莫里森学院,以及阿尔冈国家实验室的物理学家彼得Zapol。欧洲杯线上买球这项工作在线上在线发布纳米技术在线发布,并将在日记的十月问题中出现在印刷品中。
在同一篇文章中还报道了关于电子辐照对这些材料的影响的进一步研究。欧洲杯足球竞彩人们可能会认为辐射会破坏材料的原子结构,但研究人员发现了相反的结果。
“用强烈的电子束照射多壁的碳纳米管实际上在管的壳中形成粘合。这就像将多个纳米管组合成一个形成更强的结构,”最近从西北部获得了他的博士学位根据espinosa的监督。
这种现象在过去也已经理论上,研究证实,通过电子照射可以容易且可控地改变多壁纳米管的性能。
详细的原子模型补充了辐照工作。利用计算机模拟纳米管的原子结构,研究小组能够分离出由于辐照而增强的机制。
这篇论文的合著者、博士生Mark Locascio说:“通过辐射强化单个多壁纳米管的方法,也可以用于将单个纳米管连接成束。”
这种交联机制是一种很有前途的方法来制造更大的纳米管基结构。当纳米管堆积在一起时,它们的表面通常有非常弱的相互作用;一根纺丝的纳米管绳不会像它的纳米级成分那样坚固。然而,辐照可能是通过诱导管之间的共价键来改善这些相互作用的关键。如果纳米管的性能可以扩大到宏观尺寸的绳索和纤维,它们可能成为任何高强度应用的可行选择。这可能包括用于工业或基础设施的大型电缆,以及用于轻型编织织物、弹道装甲或复合材料加固的较小的线。
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