Medzi rodinou nanomateriálov sú uhlíkové nanotrubice jednou z najviac oslňujúcich hviezd . Tento rúrkový materiál, ktorý je tvorený curlingom uhlíkových atómov v šesťuholníkovej štruktúre, má priemer v rozmedzí od niekoľkých nanometrov do niekoľkých nanometrov do mikrofónov v mikrofóznych materiáloch v mikrofickom materiálo World ". Od svojho objavu pred niekoľkými desaťročiami sa presunul z laboratória do priemyselných aplikácií a hlboko zmenil technologické prostredie vo viacerých oblastiach .
I . Štruktúra určuje výkon: „Inherentné výhody“ uhlíkových nanotrubíc
Pozoruhodné vlastnosti uhlíkových nanotrubíc primárne pramenia z ich jedinečnej molekulárnej štruktúry ., možno ju považovať za plynulú rúrkovú štruktúru tvorenú skrútením jednej vrstvy grafit . v závislosti od metódy curlingu medzi metódou curlingu, ktorá sa môže klasifikovať do rôznych typov, ako je typ korekcie, typu Zigzag, a chirálny typ {}}} Nanotrubice vykazujú vynikajúcu elektrickú vodivosť a takmer súperia s kovovou meďou .
Táto rúrková štruktúra ju poskytuje viacerými extrémnymi vlastnosťami: jeho pevnosť v ťahu je viac ako 100 -násobok ocele, ale jej hustota je iba 1/6 ocele; Jeho tepelná vodivosť presahuje vodivosť diamantu a je niekoľkokrát meďou; Má tiež dobrú flexibilitu, ktorá je schopná ohýbať sa do rôznych tvarov bez toho, aby sa rozbila . Ešte zaujímavejšie, tieto vlastnosti nie sú vzájomne sa vylučujúce - jediná uhlíková nanotube môže súčasne mať super silu, ultraľahlosť, elektrická vodivosť, tepelná vodivosť, čo je takmer nemožné dosiahnuť v tradičných materiáloch {}}} {}} {}} {}} {}}
2. z laboratória po výrobnú linku: Industrializácia výkonnostných výhod
Výkonnostné výhody uhlíkových nanotrubíc prinášajú ovocie v rôznych oblastiach . v oblasti elektroniky sa považuje za silného konkurenta pre sieťové materiály ChIP novej generácie . vodiče s kremíkovými čipmi budú čeliť ostrému nárastu v odporu v nanosci Teploty . V súčasnosti náš výskumný tím v Číne úspešne pripravil čipy na uhlíkové nanotube, pričom výkon dosiahol medzinárodnú úroveň .
V oblasti kompozitných materiálov môže pridanie uhlíkových nanotrubíc omladiť tradičné materiály . pridanie 0 . 1% uhlíkových nanotrubíc do plastu môže zvýšiť svoju vodivosť o niekoľko rádov veľkosti a zároveň zachovať ľahké a ľahké spracovateľské vlastnosti plastu; Pridanie do betónu môže zvýšiť pevnosť materiálu v tlaku o 30%a tiež dať betónu schopnosť samoliečovania, monitorovať štrukturálne poškodenie v reálnom čase.
V energetickom poli sú uhlíkové nanotrubice ideálne elektródové materiály . superkondenzátory vyrobené z nich majú rýchlosť nabíjania viac ako 10 -krát rýchlejšiu ako tradičné lítiové batérie a životnosť cyklu môže dosiahnuť 100, 000 Times; Pridanie uhlíkových nanotrubíc do lítium-iónových batérií môže zlepšiť účinnosť nabíjania a vypúšťania a bezpečnosť batérie . Testovacie údaje určitého nového energetického podniku ukazujú, že batéria s kompozitnými elektródami z uhlíkových nanotrubí
3. neobmedzené možnosti v scenároch aplikácie
Hranice aplikácií uhlíkových nanotrubíc sa neustále rozširujú . v leteckom poli, používajú sa na výrobu ľahkých a vysokokvalitných komponentov pre kozmickú loď, čím sa znižuje štartovacia hmotnosť pri zvyšovaní štrukturálnej bezpečnosti; V lekárskej oblasti sa funkčné modifikované uhlíkové nanotrubice môžu používať ako nosiče liekov, ktoré presne dodávajú lieky do postihnutých oblastí a znižujú poškodenie normálnych buniek .
V environmentálnom riadení môžu filtračné membrány vyrobené z uhlíkových nanorúrok účinne adsorbovať ióny ťažkých kovov a organické znečisťujúce látky vo vode . Účinnosť filtrácie je 5-10 násobok tradičných filtrov a môžu sa znova použiť; V oblasti flexibilnej elektroniky, v kombinácii s flexibilnými substrátmi, sa môžu použiť na vytvorenie nositeľnej elektronickej kože, flexibilných displejov a iných zariadení {{{}} Abónny flexibilný senzor vyvinutý určitým technologickým spoločnostiam vyvinutý určitými technologickými spoločnosťami môže cítiť 0 .}}.}.}}} 1 mikrometrových deformácií, s zmyslom, ktorý výrazne vyvinula v zmysle tradičných senzorov.
4. Výzvy a budúcnosť: Vytvorenie „super materiálov“ súčasťou nášho života
Napriek vynikajúcemu výkonu, rozsiahla aplikácia uhlíkových nanotrubíc stále čelí niektorým výzvam . V súčasnosti je výrobné náklady vysokokvalitných uhlíkových nanotrubíc stále relatívne vysoké a konzistentnosť počas výroby dávky je ťažké presne kontrolovať; Okrem toho ich biologická bezpečnosť stále vyžaduje dlhodobý výskum a overenie, čo do istej miery obmedzuje rozsah ich aplikácie .
Avšak s rozvojom technológie prípravy sa tieto problémy postupne riešia . zlepšenie metódy katalytickej chemickej pary, znížilo výrobné náklady na uhlíkové nanotrubice o 90% za desať rokov; Zavedenie technológie umelej inteligencie umožnilo presnú kontrolu procesu rastu uhlíkových nanotrubíc, čo výrazne zlepšilo konzistenciu produktu .
V budúcnosti, ako sa technológia ďalej dozrie, očakáva sa, že uhlíkové nanotrubice dosiahnu rozsiahle aplikácie vo viacerých oblastiach: od ohybných obrazoviek smartfónov po ľahké a robustné guľkové vesty, od efektívnych solárnych článkov po presné lekárske diagnostické vybavenie {}} Tento „super materiál“ z mikroskopického sveta je graduálne zapojenie našich životov, injekcia do technologického postupu do technologického progresu do technologického progresu do technologického postupu do techniky do technologického postupu do techniky do technologického postupu do techniky do technologického postupu do technologického postupu do technologického priemyselného pokroku do technologického priemyselného priemyselného upgradovanie .