纳米管是具有圆柱形结构的微小物质。
它们被称为纳米管,因为它们的管子是纳米级的。一般指由碳制成的碳纳米管。
碳纳米管是由饭岛澄夫博士(现任名城大学终身教授)于 1991 年发现的,其形状就像苯环片紧密地展开成圆柱形。可以在该圆柱体中插入更细的管,单层碳纳米管称为单壁碳纳米管(SWNT),多层堆叠的称为多壁碳纳米管(MWNT)。壁碳纳米管)。
碳纳米管经常用于纳米技术领域。由于其高导电率和长径比,它可以形成导电管网络。
此外,由于其强大的化学键,与聚合物一起使用时可以提高机械强度,使其成为优异的导热材料。由于其电子和机械特性,它有望作为构成纳米技术基础的材料应用于广泛的领域。已开始应用的产物包括网球拍、自行车车架、扬声器、耳机、电线等。
碳纳米管是化学性质非常稳定的物质,而且重量极轻,密度约为铝的一半。尽管如此,它的强度比钢高20倍,耐电流密度比铜高1000倍以上,并且比铜具有更高的导热性。
单壁碳纳米管(厂奥狈罢)是由单层石墨烯形成的无缝圆柱形材料。&苍产蝉辫;SWNT 的电导率根据形成管的石墨烯片的缠绕方法和直径而变化,并且它们表现出金属或半导体行为。
双壁碳纳米管 (DWNT) 的带隙使其适合用作场效应晶体管。然而,它们高度复杂的电气行为限制了它们在薄膜电子等领域的应用。此外,通过选择性地功能化外层,可以在生物系统中应用造影剂和治疗剂。
与单壁碳纳米管 (SWNT) 相比,多壁碳纳米管 (MWNT) 更容易大规模生产,且单位成本更低。通常,当功能化时,碳双键被裂解,性能可能会改变,但在多壁碳纳米管中,仅外层被改性,因此可以保持原始性能。
为了为特定应用引入新的性能,需要对碳纳米管的表面进行改性,使其溶解在各种溶剂中,增强功能性,并赋予分散性和相容性。这可以通过使用酸、臭氧、等离子体等引起氧化反应来实现。例如,羟基或羧基的产生会产生极性,从而增加与各种聚合物的溶解度和亲和力。
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