订阅我们，接收最新消息和特价促销
纳米管与吸管或燃气管等不同，其不是肉眼可见的管状物，而是一种管状结构的纳米级材料。用肉眼进行观察时，看到的不是管状物体，而是更像黑烟灰或粉末的一种材料。然而，这并不代表纳米管不属于圆柱形结构，它们其实是由石墨烯片卷起而成，其中每层壁只有一个原子的厚度！
纳米管可由碳、硼、硅等多种材料制成。本文则将以碳为重点。我们将通过这篇我的小档案为您作详尽解释，希望能解开您有关纳米管的一切疑惑.
碳纳米管的特性
碳纳米管优异的特性是经过全方位测试与实验而被发现的。其独有特性包括高导热性、高导电性、具有约18％断裂延伸率的弹性、柔韧性、非常高的强度和低热膨胀系数。碳纳米管也是出色的电子场发射体。
碳纳米管的结构
纳米管的结构通过其同心圆柱体的数量、圆柱体的半径和圆柱体的长度来区分。
碳纳米管的用途
碳纳米管因其卓越的电子与机械性能而成为工业应用的最佳材料之一。以下列出了碳纳米管部分已有和潜在的用途：
- 扫描探针仪
- 场发射显示器
- 储能
- 导电粘合剂
- 分子电子器件
- 结构应用
- 空气与水的过滤
- 热传导
- 催化剂载体
- 生物医学应用
- 纤维与织物
- 热材料
制备方法
碳纳米管有好几种制备方法。其中有部分方法更为普遍。以下举出了一些例子：
碳电弧放电法–最初用于制备碳60。此方法因简单而最常用、最易于制备。
激光法–用钴和镍占比50:50的催化剂混合物对石墨棒进行激光汽化，然后在真空中进行热处理，除去碳60和其他富勒烯。
催化化学气相沉积法–其中最常用的方法是在金属催化剂上进行碳氢化合物的催化化学气相沉积。
球磨法–一种简单的方法，将石墨粉放入装有四个钢球的不锈钢容器内，引入氩气对容器进行净化，并持续球磨150小时。
其他合成方法：
- 扩散火焰合成
- 电解
- 利用太阳能
- 对聚合物进行热处理
- 固体低温热解
碳纳米管的历史
碳纳米管的历史从技术上讲可追溯至1959年。当时，一位名叫罗杰·培根（Roger Bacon）的研究人员拍摄了碳纳米管的图像。二十世纪八十年代，霍华德·坦南特（Howard Tennant）就一种制备碳纳米管的方法申请了专利。然而，直到1991年，才由日本科学家饭岛澄男对碳纳米管进行拍照后为其命名，同时还解释了碳纳米管到底是什么。饭岛澄男最早观察到的纳米管是一种多壁纳米管。又过了两年，其所在的团队才合成了单壁碳纳米管。
碳纳米管用于3D打印
3D打印与碳纳米管相结合，将开创激动人心的未来。碳纳米管已成功用于3D打印记忆性聚合物。此类聚合物则可用于制造软体机器人。目前碳纳米管的研发仍在继续。其用于3D打印有着无限可能性，从制造3D微型传感器到更复杂的航空航天零件，无所不包。
导电性
碳纳米管因其导电能力而引发了人们的浓厚兴趣，成为诸多应用极具吸引力的选择。有意思的是，制备纳米管时，石墨烯片卷起的方向与半径，也可决定纳米管的导电性能。扶手椅形纳米管（因其边缘形似扶手椅而得名）导电性能与金属一样强。之字形纳米管则不同，其只是半导体。
碳纳米管的强度
碳纳米管是迄今为止已发现的、强度最高的材料之一！像碳纳米管这种强度比钢高100倍且又比铝轻的材料并不多见。因此，碳纳米管目前可用于强化其他材料的性能。例如，在聚合物基体内添加碳纳米管，可提高其强度、导电率和导热率。而碳纳米管为何有如此高的强度？有两方面原因。其一，碳纳米管的强度源于碳-碳共价键的互锁。其二，每个碳纳米管都是一个由数百万个原子组成的大分子，这在理论上意味着其没有弱点。
要了解更多信息，请随时联系顾特服（Goodfellow）工作人员。
