碳纳米管的作用是什么?

发布网友发布时间：2022-04-26 01:46

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热心网友时间：2022-06-19 16:23

碳纳米管是最典型的一维纳米材料，具有极大的纵横比，其强度和纵横比是传统碳纤维的1O倍以上。理论上碳纳米管制备超强力学性能的复合材料是完全可行的。同时由于碳纳米管的长度为微米级，对复合材料的加工性能没有任何影响，用碳纳米管增强的聚合物复合材料可以用传统的塑料加工技术形成各种形状。实验发现碳纳米管的电导率可以高达1000～2000 S／cm，能够通过大的电流密度106 A／cm2，极大地改善聚合物复合材料的导电性能。由于碳纳米管大的纵横比及相互之间形成的网络结构，在较低体积比时碳纳米管就可以极大地提高聚合物的电导率，而不影响聚合物的其他性能。
在隐身材料中的应用
碳纳米管对红外和电磁波有隐身作用：纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多，这就大大减少波的反射率；纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3～4个数量级，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多。碳纳米管具有弹性高、密度低、绝热性好、强度高、隐身性优越、红外吸收性好、疏水性强等优点，它可以与普通纤维混纺来制成防弹保暖隐身的军用装备。
在能源材料中的应用
储氢材料：按5人座的轿车行使500公里计算，需要3.1Kg的氢气，以正常的油箱体积计算，氢气的存储密度应有6.5%，目前的储氢材料都不能满足这一要求。碳纳米管由于其管道结构及多壁碳管之间的类石墨层空隙，使其成为最有潜力的储氢材料，国外学者证明在室温和不到1bar的压力下，单壁碳管可以吸附氢气5%-10%。
根据理论推算和近期反复验证，普遍认为碳纳米管的可逆储/放氢量在5%左右，即使5%，也是迄今为止最好的储氢材料。

热心网友时间：2022-06-19 16:24

碳纳米管可以制成透明导电的薄膜，用以代替ITO（氧化铟锡）作为触摸屏的材料。先前的技术中，科学家利用粉状的碳纳米管配成溶液，直接涂布在PET或玻璃衬底上，但是这样的技术至今没有进入量产阶段；目前可成功量产的是利用超顺排碳纳米管技术；该技术是从一超顺排碳纳米管阵列中直接抽出薄膜，铺在衬底上做成透明导电膜，就像从棉条中抽出纱线一样。该技术的核心－超顺排碳纳米管阵列是由北京清华-富士康纳米中心于2002年率先发现的新材料。碳纳米管触摸屏首次于2007~2008年间成功被开发出，并由天津富纳源创公司于2011年产业化，至今已有多款智慧型手机上使用碳纳米管材料制成的触摸屏。与现有的氧化铟锡（ITO）触摸屏不同之处在于:氧化铟锡含有稀有金属“铟”，碳纳米管触摸屏的原料是甲烷、乙烯、乙炔等碳氢气体，不受稀有矿产资源的*；其次，铺膜方法做出的碳纳米管膜具有导电异向性，就像天然内置的图形，不需要光刻、蚀刻和水洗的制程，节省大量水电的使用，较为环保节能。工程师更开发出利用碳纳米管导电异向性的定位技术，仅用一层碳纳米管薄膜即可判断触摸点的X、Y座标；碳纳米管触摸屏还具有柔性、抗干扰、防水、耐敲击与刮擦等特性，可以制做出曲面的触摸屏，具有高度的潜力可应用于穿戴式装置、智慧家俱等产品。

热心网友时间：2022-06-19 16:24

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碳纳米管(Carbon Nanotube, CNT)是由碳原子二维六方晶格组成的一类纳米材料，其向一个方向弯曲并结合形成中空圆柱体。碳纳米管是碳的同素异形体之一，介于于富勒烯（Fullerene，0维）和石墨烯(Graphene，2维)之间。

除了这些单壁碳纳米管(Single-wall carbon nanotube, SWCNTs)，该名称也用于由两个或多个嵌套纳米管组成的多壁(Multiwall carbon nanotube, MWCNT)变体，或卷成如卷轴般的多层石墨烯状条带。单个纳米管通过相对较弱的范德华力自然地排列成保持在一起的“绳子”。虽然人们可以构建其他成分的纳米管，但大多数研究都集中在碳纳米管上；因此“碳”限定词通常是隐式的，名称缩写为NT、SWNT和MWNT。

碳纳米管的大多数研究和应用都集中在管子上，管子的周长从几个石墨烯电池到几百个电池，这意味着管子的直径约为

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热心网友时间：2022-06-19 16:25

碳纳米管用作电双层电容器电极材料.电双层电容器既可用作电容器也可以作为一种能量存储装置.超级电容器可大电流充放电,几乎没有充放电过电压,循环寿命可达上万次,工作温度范围很宽.电双层电容器在声频、视频设备、调谐器、电话机和传真机等通讯设备及各种家用电器中均可得到广泛的应用.作为电双层电容器的电极材料,要求该材料结晶度高、导电性好、比表面积大,微孔大小集中在一定的范围内.而目前一般用多孔炭作电极材料,不但微孔分布宽(对存储能量有贡献的孔不到30%),而且结晶度低、导电性差,导致容量小.没有合适的电极材料是*电双层电容器在更广阔范围内使用的一个重要原因.碳纳米管比表面积大、结晶度高、导电性好,微孔大小可通过合成工艺加以控制,因而是一种理想的电双层电容器电极材料.由于碳纳米管具有开放的多孔结构,并能在与电解质的交界面形成双电层,从而聚集大量电荷,功率密度可达8000Wkg.其在不同频率下测得的电容容量分别为102Fg(1Hz) 和49Fg(100Hz).⑵ 催化剂载体：碳纳米管材料比表面积大,表面原子比率大(约占总原子数的50%) ,使体系的电子结构和晶体结构明显改变,表现出特殊的电子效应和表面效应,如气体通过碳纳米管的扩散速度为通过常规催化剂颗粒的上千倍,负载催化剂后可极大提高催化剂的活性和选择性.碳纳米管作为纳米材料家族的新成员,其特殊的结构和表面特性、优异的储氢能力和金属及半导体导电性,使其在加氢、脱氢和择型催化等反应中具有很大的应用潜力.碳纳米管一旦在催化上获得应用,可望极大提高反应的活性和选择性,产生巨大的经济效益

热心网友时间：2022-06-19 16:26

碳纳米管材料增强的塑料力学性能优良、导电性好、耐腐蚀、无线电波。使用水泥做基体的碳纳米管复合材料耐冲击性好、防静电、耐磨损、稳定性高，不易对环境造成影响。碳纳米管增强陶瓷复合材料强度高，抗冲击性能好。碳纳米管具有良好的力学性能；碳纳米管的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性，可以拉伸；