什么是碳纳米管,碳纳米管有怎样的应用前景(纳米碳管)

什么是碳纳米管,碳纳米管有怎样的应用前景(纳米碳管)什么是碳纳米管,碳纳米管有怎样的应用前景(纳米碳管)

这次,我们要为大家解答的内容是什么是碳纳米管。看纳米管的运用非常的广泛,在很多行业和领域中都有运用。那么究竟碳纳米管是一个什么样的东西呢?接下来我们就来为大家简单的解答一下。

碳纳米管又名巴基管,是一种特殊结构的一维量子材料(径向尺寸为纳米级,轴向尺寸为微米级,管两端基本密封)。碳纳米管主要由六边形碳原子组成,它们形成几层到几十层的同轴圆管。层间距离约为0.34nm,直径一般为2~20 nm。

根据碳六边形沿轴向的不同取向,碳六边形可分为锯齿形、扶手椅形和螺旋形三种。其中螺旋碳纳米管有手性,而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。作为一维纳米材料,碳纳米管具有轻质、完美的六方结构和许多异常的力学、电学和化学性质。近年来,随着碳纳米管和纳米材料研究的深入,其广阔的应用前景不断显现。

碳纳米管中的碳原子主要是sp2杂化,而六角型网格结构弯曲到一定程度形成空间拓扑结构,其中可以形成一定的sp3杂化键,即形成的化学键同时具有sp2和sp3混合杂化态。而这些P轨道相互重叠,在碳纳米管石墨烯片层外形成高度离域的大键,碳纳米管外表面的大键是碳纳米管和一些共轭大分子非共价键的化学基础。

碳纳米管并不总是直的,而是局部凸凹,这是由于在编六边形的过程中出现了五边形和七边形。如果五角大楼出现在碳纳米管,的顶部,它将形成碳纳米管的印章。当七个边形时纳米管出现时,它们是凹进的。这些拓扑缺陷可以改变碳纳米管,的螺旋结构,缺陷附近的电子能带结构也会发生变化。此外,两个相邻的碳纳米管并不直接胶合在一起,而是保持一定的距离。

现在大家应该知道什么是碳纳米管的吧?但是仅仅这样说,大家应该认识的还不算非常全面。所以接下来我们就来说说看,纳米管一般都运用在哪些领域来帮助大家更加了解碳纳米管是一个什么样的东西。

碳纳米管可以制成透明导电膜,取代ITO(氧化铟锡)作为触摸屏的材料,在之前的技术中,科学家用粉末状的碳纳米管制备溶液,直接涂在PET或玻璃基板上,但这项技术还没有进入量产阶段;目前,成功的大规模生产是使用超顺序碳纳米管技术;在这种技术中,薄膜直接从超直线碳纳米管阵列中提取出来,并放置在基底上,制成透明导电膜,就像从棉条中提取纱线一样。这项技术的核心——超级同轴碳纳米管阵列是新材料,它是清华-富士康纳米中心于2002年在北京首次发现的。

碳纳米管触摸屏于2007年至2008年首次成功开发,2011年被天津富纳源创公司评为产业-made。到目前为止,由碳纳米管材料制成的触摸屏已经用于许多智能手机。不同于现有的氧化铟锡(ITO)触摸屏, 氧化铟锡含有稀有金属“铟”,碳纳米管触摸屏的原料是甲烷、乙烯、乙炔等烃类气体,不受稀有矿产资源限制;其次,用铺膜法制作的碳纳米管膜具有导电性和各向异性,就像天然的内置图形一样,不需要光刻, 蚀刻和水洗工序,节约了大量的水和电,更加环保节能。工程师们开发了一种利用碳纳米管电导率各向异性的定位技术,只用一层碳纳米管薄膜就可以判断触摸点的x、y坐标;碳纳米管触摸屏还具有柔韧性、抗干扰性、耐水性、耐敲击性和耐刮擦性等特点。它可以做出弯曲的触摸屏,在可穿戴设备、智能家具等产品中有很大的应用潜力。

据物理学家组织网络和英国广播公司2013年9月26日报道,美国斯坦福大学的工程师们在新一代电子设备领域取得了突破性进展,他们首次使用碳纳米管,构建了一个比基于硅芯片模式的计算机更小、更快、更节能的计算机原型。

洛桑,瑞士,联邦理工学院电气工程学院院长乔瓦尼德米凯利,教授强调了这一世界性成就的两个关键技术贡献:首先,基于碳纳米管电路的制造工艺已经到位。其次,建立了简单有效的电路,说明采用碳纳米管计算是可行的。芯片设计研究联盟的下一代伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校纳雷什教授评论说,虽然碳纳米管计算机可能需要几年才能成熟,但这一突破凸显了碳纳米管半导体未来在产业规模生产的可能性。

那么以上就是我们这片文章的全部内容了。不知道大家有没有通过这篇文章了解到什么是碳纳米管呢?当然我们这一次文章的分享只是为了简单地告诉大家碳纳米管是一个什么样的东西,和碳纳米管的一些运用领域。如果大家对碳纳米管非常有兴趣,想进行一个深入的了解的话,可以查阅一些更加专业的文章知识去进行深入的了解。

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