為什麼說碳奈米管是21世紀最有前途的奈米材料之一

時間 2025-06-18 14:10:08

1樓:匿名使用者

碳奈米管自1991年被發現特別是單層碳奈米管的發現和巨集觀量的合成成功以來,引起了人們的廣泛興趣,已成為富勒烯領域的乙個主要的研究熱點,是物理化、化學和材料科學等學科中最前沿的研究領域之一睜派廳。由於其獨特的結構,碳奈米管的研究具有重大的理論意義和潛在的應用價值,如:其獨特的結構是理想的一維模型材料;巨大的長徑比使其有望用作堅韌的碳纖維,其強度為鋼的100倍,重量則只有鋼的1/6;同時它還有望用作為分子導線,奈米半導體材料,催化劑載體,分子吸收劑和近場發射材料等。

科學家們**碳奈米管將成為21世紀最有前途的一維奈米材料,奈米電子器件材料和新一代平板顯示材料。

碳奈米管的製備主要有直流電弧法,催化法和雷射法。北京大學發現在陰極中摻雜y2o3可以大提高陰極沉積物中的碳奈米管的含量,同時,他們和中科院電鏡中心合作對電弧法合成碳奈米管橫截結構的高分辨電鏡研究顯示,碳奈米管的實際結構比理想模型複雜得多,它是由理想同心石墨片圓柱形羨銀結構,而很多是捲曲石墨結構,結構中存在大量位錯,而且橫截面是多邊橢圓形。中國科學院物理研究所所採用獨特的方法,獲得高密度、高純度、大面積、高取向的離散奈米管列陣,其長度可達90μm,被國際同行公認為一種全新的製備方法。

另外北京大學在單層碳奈米管的製備和研究方面也取得了一些成果:在單層碳奈米管的大量合成方面,他們利用新型的催化劑在一定的電弧條件下,每天可獲得數十克純度約為50%~70%的粗產品,經純化可使單層碳奈米管的純度超過90%;在研究過程中,他們提出了以乙炔型碳化物為連線橋樑的單層碳奈米管的生長機理,根據此模型利用不同的催化劑,合成出不同直徑分佈的單層奈米管,為研究和製備以單碳奈米管為基質的納悉隱公尺器件單元提供了可選擇的原料;他們還對純化後的單層碳奈米管經化學處理,可將其裁剪和分離成不同長度的單層碳納料管,經裁剪的單層碳奈米管極易分散在水、酒精和dmf等極性溶劑中形成膠體,為進一步進行化學修飾、功能化和模板組裝打下基礎。

2樓:匿名使用者

為什麼說碳奈米管是21世紀最有前途的材料之一 提起「奈米」這個詞,可能很多人都聽說過,但什麼是奈米,什麼是奈米材料,可能很多人並不一定清楚,本文主要對奈米及奈米材料的飢數研究現狀和發展前景做了簡介,相信隨著科學技術的發展,會有越來越多的奈米材料走進人們的生活,為人類造福。 奈米是英文虛肢空namometer的譯音,是乙個物理學上的度量單位,1奈米是1公尺的十億分之一;相當於45個原子排列起來的長度。通俗一點說,相當於萬分之一頭髮絲粗細。

就象公釐、微公尺一樣,奈米是乙個尺度概念,並沒有物理內涵。當物質到奈米尺度以後,大約是在1—100奈米這個範圍空間,物質的效能就會發生突變,出現特殊效能。這種既具不同於原來組成的原子、分子,也不同於巨集觀的物質的特殊效能構成的材料,即為奈米材料。

如果僅僅是尺度達到奈米,而沒有特殊效能的材料,也不能叫奈米材料。過去,人們只注意原子、分子或者宇宙空間,常常忽略這個中間領域,而這個領域實際上大量存在差瞎於自然界,只是以前沒有認識到這個尺度範圍的效能。第乙個真正認識到它的效能並引用奈米概念的是日本科學家,他們在20世紀70年代用蒸發法制備超微離子,並通過研究它的效能發現:

乙個導電、導熱的銅、銀導體做成奈米尺度以後,它就失去原來的性質,表現出既不導電、也不導熱。磁性材料也是如此,象鐵鈷合金,把它做成大約20—30奈米大小,磁疇就變成單磁疇,它的磁性要比原來高1000倍。80年代中期,人們就正式把這類材料命名為奈米材料!

碳奈米管是什麼樣的一種物質

3樓:當代教育科技知識庫

是實物型別描寫。

有一種非金屬的金剛石,比鋼鐵結實百倍。

人的意志,有時候竟比鋼鐵還要結實百倍。

碳奈米管使用一種特殊的化學氣相方法,使碳原子形成長鏈來生長出的超細管子,細到5萬根並排起來才有一根頭髮絲寬。這種又長又細的分子,人們給它取個計量單位「奈米」(百萬分之一公釐)的名字,叫「奈米管」。

儘管碳奈米管的理論上可長到幾公里而不斷,但人們已用多種方法制備的碳奈米管,最長也只有一二百微公尺。我國科學家另闢蹊徑,創造性的製出了3公釐長的碳奈米管,把長度增加了上萬倍。

碳奈米管的優點有哪些?

4樓:拋下思念

碳奈米管是一維奈米材料,重量輕,六邊形結構連線完美,具有許多優越的力學、電學和化學效能。碳奈米管的獨特結構決定了它具有許多比較特殊的物理和化學性質。組成碳奈米管的 c=c 共價鍵是自然界中最穩定的化學鍵,所以使得碳奈米管具有非常優越的力學效能。

理論計算顯示,碳奈米管具有極高的強度和極大的韌性。其楊氏模量理論估計值可達 5tpa。科學家首次利用 tem 測量了溫度從室溫到 800 度變化範圍內多壁碳奈米管的均方振幅,從而推匯出多壁碳奈米管的平均楊氏模量約為 。

碳奈米管無論是強度還是韌性,都遠遠優於任何纖維,被認為是未來的「超級纖維」。科學家預言碳奈米管可能成為一種新型的高強度碳纖維材料,既具有碳素材料的特有本性,又具有金屬材料的導電和導熱性,陶瓷材料的耐熱和耐腐蝕性,紡織纖維的可編織性,以及高分子材料的輕質、易加工性。將碳奈米管作為複合材料可以表現出良好的強度、彈性、抗疲勞性,可以**碳奈米管的加入將可能給複合材料效能帶來一次質的飛躍。

用奈米管制作複合材料的研究首先是在金屬基上進行的,如:fe/碳奈米管、al/碳奈米管、ni/碳奈米管、cu/碳奈米管等。近年來,碳奈米管複合材料的研究重心已轉移到高分子/碳奈米管複合材料方面,如在輕質高強度的材料中,使用碳纖維作為增強材料,碳奈米管的機械效能及其小的直徑和大的長徑比將會帶來更好的效果。

碳奈米管為什麼比鋼鐵結實

5樓:

摘要。您好,碳奈米管具有良好的力學效能,cnts抗拉強度達到50~200gpa,是鋼的100倍,密度卻只有鋼的1/6,至少比常規石墨纖維高乙個數量級;它的彈性模量可達1tpa,與金剛石的彈性模量相當,約為鋼的5倍。

您好,首碰敗碳奈米管具有良好的力學效能,cnts抗拉強度達到50~200gpa,是鋼的100倍,密度卻只有鋼的1/6,至少吵祥比常規石墨纖維高乙個數量級;它的彈性模量可達者顫1tpa,與金剛石的彈性模量相當,約為鋼的5倍。

石墨烯和碳奈米管是一種物質嗎

6樓:茫茫人海一亮星

石墨烯和碳奈米管是一種物質嗎?不是。

石墨烯是由碳六元環組成的二維週期蜂窩狀點陣結構,它可以翹曲成零維的富勒烯(c60),捲成一維的碳奈米管或者堆疊成三維的石墨,因此石墨烯是構成其他石墨材料的基本單元。

雖然如此,但是碳奈米管的硬度、韌性、強度、熔點都超高,與石墨烯的防腐性、導電性、導熱性、散熱性、硬度超高的性質都不相同,所以不是一種物質。就好像東北虎和華南虎不是一種虎。

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