莱斯大学先驱技术到纳米管纤维

莱斯大学科学家正在精炼用于制造纯碳纳米管纤维的开创性化学生产方法。明天发行的《科学》杂志上出现的研究描述了可扩展的生产技术,该技术产生了高度对齐的连续宏观纤维,该纤维仅由单壁欧洲杯线上买球碳纳米管(SWNT)组成,这是碳纳米管的类型与最佳的机械和运输特性。

赖斯化学家Richard Smalley是Rice碳纳米技术实验室的主任,他说,CNL的生产方法是针对单壁碳纳米管纤维的开拓性,与用于使世界上两种最强的商业可用纤维Kevlar®和Zylon®相似。CNL的纤维研究小组希望,纯纳米管纤维的发展路径也与这两种相似的轨道,并在加工方面进行了数年的改进,并且在商业可用性之前进行了研究所需的重大投资。

空军及其工业合作伙伴花费了十年,超过1亿美元的完美Zylon,这是当今市场上最强的纤维。Zylon大约是凯夫拉尔(Kevlar)强大的两倍,凯夫拉尔(Kevlar)是制造世界上大部分防弹身身装甲的材料。最终,CNL研究人员认为,纯纳米管纤维具有比Zylon强10倍的希望。

“早期的结果是吉祥的,”大学教授,基因和诺曼·哈克曼化学教授兼赖斯物理学教授Smalley说。“我们没有杂质,我们的密度约为理论上可能的77%,并且我们有信心随着我们完善热处理,旋转和其他生产要素的强度和导电能力会提高。”

2000年,一支集中在Smalley研究小组赖斯(Rice)的研究人员认真地开始旋转以高浓度在强酸中的SWNT中的纤维。当时正在进行的工作表明,SWNT与硫酸强烈相互作用,并将其组装成无数的意大利面条样结构域,这些结构域由无数高度排列的移动SWNT组成。这篇科学文欧洲杯线上买球章是第五篇报道,该论文报道了导致当前发现的四年旅程。宾夕法尼亚大学材料科学与工程系的研究人员帮助确定了纳米酸分散体的结构。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

Paper Paper合着者Wade Adams表示:“ SWNT纤维项目是纳米技术的'圣杯之一 - 旋转纯净的单壁纳米管纤维,具有任何可能的纤维强度的最高强度。”欧洲杯线上买球和技术(CNST)。

亚当斯说,赖斯的纤维项目是诱使他在俄亥俄州代顿市赖特 - 帕特森空军基地的空军研究实验室服务32年后退休后于2002年加入CNST的因素之一。

亚当斯说:“空军从棒状聚合物中开发了现在所谓的Zylon纤维,其拉伸性能是凯夫拉尔纤维的两倍。”“预计SWNT的拉伸强度多次,基于单分子碳纳米管的理论强度更大的理论强度。但是,与Zylon和Kevlar不同,SWNT也是极好的电力和热量。使他们成为许多关键应用程序以外的关键应用程序的候选人。”

纳米管是纯碳的空心圆柱体,仅是一个原子厚。除了非常强大之外,纳米管还可以是金属或半导体,这意味着它们可以用于制造既智能又是Ultrastrong的材料。欧洲杯足球竞彩例如,NASA正在研究如何使用含有纳米管的复合材料来制造更轻,更强的飞机和航天器。欧洲杯足球竞彩

化学上,碳纳米管很难使用。他们彼此强烈吸引,并倾向于将其粘在类似毛球的团块中。科学家已经开发了解开和分类少量纳米管的方法,但还没有找到令人满意的方法来实现适合加工的稳定分散体。迄今为止,选择的介质是洗涤剂和含量不到1%的分散纳米管的水溶液,并使用聚合物溶液处理。这样的浓度太低,无法支持旨在制造大型纳米管纤维的工业过程。此外,很难去除所有肥皂和聚合物并将纳米管转换回纯形形式。

赖斯的团队认为,他们已经克服了宏观SWNT物体工业生产的主要障碍 - 找到一种以液态形式存储大量纳米管的方法。通过使用强硫酸,化学家和化学工程师团队能够通过纯碳纳米管的重量分散高达10%的含量,这是先前达到的最高浓度的10倍以上。这种新的处理路线不使用任何聚合物添加剂或洗涤剂,这些添加剂或洗涤剂已在以前的处理方法中使用,并且已知是商业可扩展性和最终产品纯度的障碍。

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