碳纳米管小知识

2024-03-13 阅读27 评论0 喜欢0

大家好！我是碳小C，很高兴从今天起可以陪伴大家，与大家分享我们在碳纳米管（CNT）材料方面的技术研究与市场应用等相关信息。

今天与大家分享两个话题：

一、碳纳米管是什么？

单壁碳纳米管和多壁碳纳米管结构图

碳纳米管被认为是一种性能优异的新型功能材料和结构材料，质量轻，硬度高，被誉为新型材料里的“材料之王”，于1991年由日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛（Lijima）在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中的球状碳分子时意外发现，是由管状的同轴纳米管组成。碳纳米管的径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口，属一维量子材料，根据碳纳米管管壁中碳原子层的数目可以分为单壁和多壁碳纳米管（单壁管的性能优于多壁管）。碳纳米管的制备方法主要有电弧放电法、热解法和激光刻蚀法等。目前世界各国均在碳纳米管的制备和应用方面投入大量的研发力量。

二、碳纳米管有哪些特性？

碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。其力学性能硬度极高、柔韧性好，抗拉强度是钢的100倍，密度约为钢的1/6，熔点高达3652~3697℃；碳纳米管的导电率是铜的10000倍，且有报道认为直径为0.7nm的碳纳米管具有超导性。碳纳米管具有良好的传热性能，有非常大的长径比，因而其沿着长度方向的热交换性能很高，相对的其垂直方向的热交换性能较低，通过合适的取向，碳纳米管可以合成高各向异性的热传导材料。另外，碳纳米管有着较高的热导率，只要在复合材料中掺杂微量的碳纳米管 ,该复合材料的热导率将会可能得到很大的改善。

发散问题：碳纳米管、富勒烯、石墨烯三者有何区别呢？

石墨烯：只有一个碳原子厚度的二维结构体

富勒烯是含有60个(C60)或更多碳原子的球形碳笼分子，它们的直径约为0.7-1.5纳米，是强抗氧化剂；石墨烯是2004年才发现的一种单原子厚碳薄片。现有形式的碳基本上是由石墨烯片构成的：它们可以相互粘合成为固体材料（如铅笔里的石墨），可以卷成碳纳米管(把单壁碳纳米管想象成石墨烯圆筒)，还可以折叠成富勒烯。

富勒烯：球形碳笼分子

好了，今天的分享就到这里，下期碳小C将为大家带来碳纳米管应用方面的信息，我们不见不散哟！

本期参考资料来源：石墨烯资讯，赵婧等《碳纳米管（CNTs）-“新时代的宠儿”》，孙棕檀《石墨烯材料技术发展及产业化影响简析》；

本期图片来源：百度

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