Među porodicom nanomaterijala, ugljični nanotubes jedan su od najzanimljivijih zvijezda . ovog cijevnog materijala, formiranim uvijanju ugljikovih atoma u šesterokutnom strukturu, ali posjeduje nezamislive svojstva i da li su naučnici u mikroskopskom svijetu "{1}} u njemu" Otkrivanje prije samo nekoliko desetljeća, premjestilo se iz laboratorija na industrijske primjene, duboko mijenjajući tehnološki pejzaž na više polja .
I . Struktura određuje performanse: "svojstvene prednosti" ugljičnih nanotubija
Izuzetna svojstva ugljičnih nanotubija prvenstveno proizlaze iz svoje jedinstvene molekularne strukture . Može se smatrati učvršćivanjem jednog sloja grafite, kao što su tipa naklopke, i kiralna vrsta . tipa naklopke, karte od ugljika Provodljivost, gotovo rivalciranjem metalnog bakra .
Ova cevasta struktura enduira je s višestrukim ekstremnim svojstvima: njegova zatezna čvrstoća je preko 100 puta veća od čelika, ali njegova gustoća je samo 1/6 čelika; Njegova toplotna provodljivost prelazi dijamant i nekoliko je puta bakra; Posjeduje i dobru fleksibilnost, sposobna je da se savija u razne oblike bez razbijanja . još više, ove nekretnine nisu međusobno ekskluzivno - ne može imati super snagu, ultra lakoću, električnu provodljivost i toplotnu provodljivost, što je gotovo nemoguće postići u tradicionalnim materijalima .
2. iz laboratorija za proizvodnju linije: Industrijalizacija prednosti performansi
Prednosti izvedbe ugljičnih nanotubija nalaze se voće u različitim poljima, u području elektronike smatra se jakim konkuretom za međusobno povećanje čipova za povećanje silicijuma suočit će se sa oštrim povećanjem otpora na nanozak, dok žice u ugljiku ne samo da imaju nisku otpornost, ali također mogu imati samo višu otpornost Temperature . Trenutno je naš istraživački tim u Kini uspješno pripremio karbonski nanotube čipove, a performanse dostižući međunarodni vodeći nivo .
Na polju kompozitnih materijala, dodavanje ugljičnih nanotubija može pomladiti tradicionalne materijale . 1% ugljičnih nanotubija do plastike može povećati svoju provodljivost sa nekoliko reda veličine, uz održavanje lagane i jednostavne karakteristike plastike; Dodajući ga u beton može povećati čvrstoću tlaka materijala za 30%, a također daju konkretnu sposobnost samoostanke, za praćenje strukturne štete u realnom vremenu.
U energetskom polju, karbonski nanotpube su idealni elektrodni materijali . koji su napravljeni sa njima imaju brzinu punjenja više od 10 puta brže od tradicionalnih litijumskih baterija, a ciklus može doći do 100, 000 puta; Dodavanje ugljičnih nanotiva u litijum-jonske baterije mogu poboljšati efikasnost punjenja i pražnjenja baterije i sigurnost baterije . Ispitivanje određenog novog energetskog preduzeća pokazuje da baterija sa kompozitnim elektrodama ugljika mogu povećati raspon vožnje za 15% .
3. Neograničene mogućnosti u scenarijima aplikacija
Granice aplikacije ugljičnih nanotubija neprestano se šire . u vazduhoplovnom polju, koriste se za proizvodnju lagane i visoke čvrstoće komponente za svemirske letjelice, smanjujući težinu za pokretanje tokom poboljšanja strukturne sigurnosti; U medicinskom polju, funkcionalni modificirani ugljični nanotpube mogu se koristiti kao nosači droga, precizno isporučujući lijekove pogođenim područjima i smanjujući štetu normalnim ćelijama .
U upravljanju životom, membrane filtracije izrađene od ugljičnih nanotubija mogu efikasno adsorbirati teške teške ioni i organski zagađivači u vodi . efikasnost filtracije je 5-10 puta u tradicionalnim filtrima i oni se mogu ponovo koristiti; U polju fleksibilne elektronike, u kombinaciji sa fleksibilnim podlogama, mogu se koristiti za stvaranje nosovih elektronskih koža, fleksibilnih uređaja i drugih uređaja . nanobubne fleksibilne senzore koje je razvijena od strane sitnih deformacija veličine mikrometra, sa osetljivošću daleko veća od tradicionalnih senzora.
4. Izazovi i budućnost: Izrada "super materijala" deo našeg života
Unatoč njihovoj izvrsnoj performansu, velikim razmjerama ugljičnih nanotubija i dalje se suočava s nekim izazovima ., proizvodni trošak visokokvalitetnih ugljičnih nanotubija i dalje je relativno visok, a dosljednost tijekom serije teškog za kontrolu teško je kontrolirati; Štaviše, njihova biološka sigurnost još uvijek zahtijeva dugoročno istraživanje i provjeru, što u određenoj mjeri ograničava njihov opseg aplikacije .
Međutim, uz unapređenje tehnologije pripreme, ovi se problemi postepeno rješavaju . Način katalitičkog hemijskog pare metode smanjio je proizvodne troškove ugljičnih nanotubija za 90% u deset godina; Uvođenje umjetne obavještajne tehnologije omogućilo je preciznu kontrolu nad procesom rasta ugljičnih nanotubija, značajno poboljšavajući konzistenciju proizvoda .
U budućnosti, kao što se tehnologija dodatna zrela, od ugljičnih nanotpube u više polja postižu velike polja u laganim i čvrstim solarnim ćelijama, od mikroskopskih dijagnostičke opreme, u ubrizgavanju kontinuiranog napretka i industrijskog nadogradnje.