碳纳米管(碳纳米管是什么材料)

2023-01-21 3:08:22 基金 ketldu

碳纳米管的用处

1、导电:碳纳米管具有一维中空管状结构,管壁由单层或多层石墨烯片围成,管径为纳米级,管长为米级,长径比巨大,其性质会因石墨烯片的卷曲方式不同而发生变化,体现金属性或半导体性质。

2、超强抗拉:碳纳米管具有优越的机械性能,抗拉强度50-200GPa,相当于钢的100倍,但比重只有钢的1/6,因而被称超级纤维;硬度与钻石相当,但柔韧性更强,可拉伸,其更大拉伸率高于任何金属;它还有很好的柔性、回弹性和抗畸变的能力。

3、导热:碳纳米管具有良好的导热性,轴向热导率为2000-3000W/mK,约为铜的10倍,钻石的3倍。

4、吸附:碳纳米管具有超大的比表面积,吸附性能强;同时具有良好的电磁波吸收等性能。

碳纳米管可广泛用于用于锂电池用导电浆料、太阳能电池涂层、高强度结构材料、导电涂料、催化剂载体、场发射材料、电磁屏蔽材料等领域。诺贝尔奖得主R.E.Smalley称:“纳米碳管将是价格便宜,环境友好并为人类创造奇迹的新材料。

什么是碳纳米管?

碳纳米管,是一个十分新鲜的名词。碳,你是熟悉的,做铅笔芯的石墨就是碳,很纯的碳。碳纳米管,是指用碳做成的细管,这种管子很细很细,细到不能用普通的尺子来度量,必须使用精确到纳米的尺子。

碳纳米管是靠纳米技术制造出来的新材料,它的特点是基本颗粒特别细。我们现在使用的常规材料的基本颗粒,看起来很细,实际上很粗。说细,也许它的直径可以细到几毫米几米;说粗,是说它含几十亿个原子。而纳米技术生产的材料,颗粒非常细,只含几十个到几万个原子。

什么是碳纳米管?

碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料。

碳纳米管,又名巴基管,是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸为米量级,管子两端基本上都封口)的一维量子材料。

碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离,约0.34nm,直径一般为2~20 nm。

并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性,而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。

结构特征:

碳纳米管中碳原子以sp2杂化为主,同时六角型网格结构存在一定程度的弯曲,形成空间拓扑结构,其中可形成一定的sp3杂化键,即形成的化学键同时具有sp2和sp3混合杂化状态。

而这些p 轨道彼此交叠在碳纳米管石墨烯片层外形成高度离域化的大π 键,碳纳米管外表面的大π 键是碳纳米管与一些具有共轭性能的大分子以非共价键复合的化学基础。

以上内容参考 百度百科—碳纳米管

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