什么是納米管？

更新時(shí)間：2024-10-28

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納米管是具有圓柱形結(jié)構(gòu)的微小物質(zhì)。

它們被稱(chēng)為納米管，因?yàn)樗鼈兊墓茏邮羌{米級(jí)的。一般指由碳制成的碳納米管。

碳納米管是由飯島澄夫博士（現(xiàn)任名城大學(xué)終身教授）于 1991 年發(fā)現(xiàn)的，其形狀就像苯環(huán)片緊密地展開(kāi)成圓柱形。可以在該圓柱體中插入更細(xì)的管，單層碳納米管稱(chēng)為單壁碳納米管（SWNT），多層堆疊的稱(chēng)為多壁碳納米管（MWNT）。壁碳納米管）。

納米管的應(yīng)用

碳納米管經(jīng)常用于納米技術(shù)領(lǐng)域。由于其高導(dǎo)電率和長(zhǎng)徑比，它可以形成導(dǎo)電管網(wǎng)絡(luò)。

此外，由于其強(qiáng)大的化學(xué)鍵，與聚合物一起使用時(shí)可以提高機(jī)械強(qiáng)度，使其成為優(yōu)異的導(dǎo)熱材料。由于其電子和機(jī)械特性，它有望作為構(gòu)成納米技術(shù)基礎(chǔ)的材料應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域。已開(kāi)始應(yīng)用的產(chǎn)品包括網(wǎng)球拍、自行車(chē)車(chē)架、揚(yáng)聲器、耳機(jī)、電線等。

納米管原理

碳納米管是化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定的物質(zhì)，而且重量極輕，密度約為鋁的一半。盡管如此，它的強(qiáng)度比鋼高20倍，耐電流密度比銅高1000倍以上，并且比銅具有更高的導(dǎo)熱性。

1、單壁碳納米管（SWNT）

單壁碳納米管（SWNT）是由單層石墨烯形成的無(wú)縫圓柱形材料。 SWNT 的電導(dǎo)率根據(jù)形成管的石墨烯片的纏繞方法和直徑而變化，并且它們表現(xiàn)出金屬或半導(dǎo)體行為。

2. 雙壁碳納米管（DWNT）

雙壁碳納米管 (DWNT) 的帶隙使其適合用作場(chǎng)效應(yīng)晶體管。然而，它們高度復(fù)雜的電氣行為限制了它們?cè)诒∧る娮拥阮I(lǐng)域的應(yīng)用。此外，通過(guò)選擇性地功能化外層，可以在生物系統(tǒng)中應(yīng)用造影劑和治療劑。

3.多壁碳納米管（MWNT）

與單壁碳納米管 (SWNT) 相比，多壁碳納米管 (MWNT) 更容易大規(guī)模生產(chǎn)，且單位成本更低。通常，當(dāng)功能化時(shí)，碳雙鍵被裂解，性能可能會(huì)改變，但在多壁碳納米管中，僅外層被改性，因此可以保持原始性能。

為了為特定應(yīng)用引入新的性能，需要對(duì)碳納米管的表面進(jìn)行改性，使其溶解在各種溶劑中，增強(qiáng)功能性，并賦予分散性和相容性。這可以通過(guò)使用酸、臭氧、等離子體等引起氧化反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，羥基或羧基的產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生極性，從而增加與各種聚合物的溶解度和親和力。

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