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碳納米管照片
應(yīng)該用能帶理論解釋。碳原子的徑向p軌道重疊形成能帶。
對于金屬性碳納米管，價帶和導(dǎo)帶部分重疊，相當(dāng)于半個全帶。電子可以自由移動，表現(xiàn)出金屬的導(dǎo)電性。
對于半導(dǎo)體碳納米管來說，價帶和導(dǎo)帶之間的帶隙較小，價帶電子在室溫下可以跳入導(dǎo)帶。
碳納米管的直徑為1-2納米，長度為5-30微米。
碳納米管的樣子
氫氣被很多人認(rèn)為是未來的清潔能源。而氫氣本身密度低，不方便壓縮成液體儲存。碳納米管重量輕，結(jié)構(gòu)中空，因此可以作為儲存氫氣的優(yōu)良容器。儲存氫的密度甚至高于液態(tài)或固態(tài)氫的密度。適當(dāng)加熱，氫氣可以慢慢釋放出來。研究人員正試圖用碳納米管制造便攜式儲氫容器。碳納米管內(nèi)部可以填充金屬、氧化物等物質(zhì)，這樣碳納米管就可以作為模具使用。首先在碳納米管中填充金屬等物質(zhì)，然后刻蝕掉碳層，就可以制備出最細(xì)的納米級導(dǎo)線或者全新的一維材料，可以應(yīng)用在未來的分子電子器件或者納米電子器件中。一些碳納米管本身也可以用作納米尺度的線。通過這種方式，碳納米管或相關(guān)技術(shù)制成的微絲可以放置在硅片上，以產(chǎn)生更復(fù)雜的電路。利用碳納米管的特性可以制成許多優(yōu)異的復(fù)合材料。例如，碳納米管材料增強(qiáng)的塑料具有優(yōu)異的機(jī)械性能、良好的導(dǎo)電性、耐腐蝕性和對無線電波的屏蔽性。以水泥為基體的碳納米管復(fù)合材料具有良好的抗沖擊性、抗靜電性、耐磨性和高穩(wěn)定性，不易影響環(huán)境。碳納米管增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料具有高強(qiáng)度和良好的抗沖擊性能。由于碳納米管上五元環(huán)的缺陷，反應(yīng)活性增強(qiáng)。在高溫等物質(zhì)條件下，碳納米管容易在端面開口，形成管狀，容易被金屬滲透，與金屬形成金屬基復(fù)合材料。這種材料具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、抗熱變能力強(qiáng)等特點。碳納米管還為物理學(xué)家提供了最細(xì)的毛細(xì)管來研究毛細(xì)現(xiàn)象的機(jī)理，為化學(xué)家提供了最細(xì)的試管來進(jìn)行納米化學(xué)反應(yīng)。碳納米管上的微小顆?？梢詫?dǎo)致碳納米管在電流中的振蕩頻率發(fā)生變化。利用這一點，1999年，巴西和美國科學(xué)家發(fā)明了一種納米尺度精確度為10-17kg，可以稱量單個病毒的質(zhì)量。后來德國科學(xué)家發(fā)明了一種納米尺度可以稱一個原子的重量。
碳納米管高清圖片
納米管是一種比鋼硬100倍又輕100倍的東西。納米管梯子是梯子的一種。
碳納米管長什么樣圖片
碳納米管是一種納米材料，重量輕，具有完美的六方結(jié)構(gòu)連接，具有許多不尋常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性質(zhì)。
巴基管(bucky tube)又稱巴基管，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的一維量子材料(徑向尺寸為納米，軸向尺寸為微米，管子兩端基本密封)。
碳納米管主要由六邊形碳原子組成，形成幾個到幾十個同軸的圓管。與層保持固定距離，約0.34nm，直徑一般為2~20 nm。
根據(jù)碳六邊形沿軸向取向的不同，可分為鋸齒形、扶手椅形和螺旋形三種。其中螺旋碳納米管具有手性，鋸齒形和扶手椅形碳納米管沒有手性。
1991年，日本nec公司的熊俊飯島首先用電子顯微鏡觀察到了中空碳纖維。直徑一般在幾納米到幾十納米之間，長度幾微米甚至幾毫米，稱為碳納米管。
真正引發(fā)碳納米管研究熱潮和近十年碳納米管科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的是飯島的發(fā)現(xiàn)。根據(jù)石墨烯片的層數(shù)，可分為單壁碳納米管和多壁碳納米管。
碳的潛在應(yīng)用
它進(jìn)一步使壁掛式電視成為可能，并在未來可能取代硅芯片的納米芯片和納米電子中發(fā)揮重要作用，從而引發(fā)計算機(jī)產(chǎn)業(yè)的革命。
碳納米管資料
首先，碳納米管可以用作復(fù)合材料
由于其優(yōu)異的電學(xué)和力學(xué)性能，碳納米管被認(rèn)為是復(fù)合材料的理想添加相。碳納米管作為增強(qiáng)相和導(dǎo)電相，在納米復(fù)合材料領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。
碳納米管聚合物復(fù)合材料是第一種應(yīng)用于工業(yè)的碳納米管復(fù)合材料。由于添加了具有優(yōu)異導(dǎo)電性的碳納米管，絕緣聚合物具有優(yōu)異的導(dǎo)電性。根據(jù)基體聚合物的不同，通過3%~5%的加載可以消除靜態(tài)點積累。實驗表明，添加2%的碳納米管可以達(dá)到添加15%碳粉和8%不銹鋼絲的導(dǎo)電效果。由于該聚合物用量低，尺寸為納米，在具有良好導(dǎo)電性的同時，不會降低聚合物的力學(xué)等性能，適用于注射成型薄壁塑料件。
第二，碳納米管可以用作電化學(xué)裝置。
碳納米管(cnts)具有非常高的表面積比。根據(jù)直徑和分散度，碳納米管的比表面積為2503000 m2/g，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和良好的力學(xué)性能，是電化學(xué)領(lǐng)域所需的理想材料，也是制造電化學(xué)雙電層電容器超級電容器電極的理想材料。碳納米管電容器的電容是巨大的。與普通介質(zhì)電容器相比，電容器的電容量從微法拉級上升到法拉級。碳納米管的電容可以達(dá)到每克15~200法拉。目前已經(jīng)生產(chǎn)了幾千法拉的電容器。
三。碳納米管在儲氫中的應(yīng)用
氫氣因其能量含量高、無環(huán)境污染、資源豐富而被認(rèn)為是未來理想的能源。但由于儲氫困難，其使用受到很大限制。目前，儲氫方法主要有金屬氫化物儲氫、液化儲氫、高壓儲氫和有機(jī)氫化物儲氫等。雖然它們都有一定的優(yōu)點，但都有一些缺點。比如金屬氫化物，不僅貴，而且重；高壓儲氫的安全性受到影響。碳納米管儲氫是極具發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用領(lǐng)域之一。在室溫下，大約三分之二的氫可以從碳納米管中釋放出來，并且可以重復(fù)使用。碳納米管儲氫材料用于燃料電池系統(tǒng)的儲氫，對電動汽車的發(fā)展具有重要意義?？梢蕴娲F(xiàn)有的高壓氫氣罐，提高電動汽車的安全性。在實驗室中，碳納米管被用來儲存氫氣，并取得了許多研究成果。獲得了單壁碳納米管4.2 w/%、摻鋰多壁碳納米管20 w/%、摻鉀多壁碳納米管14 w/%的儲氫效果。美國能源部制定了6.5w/%的商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。即儲氫量為65kg/m3，可以提供電動車行駛500公里所需的能量。電池廣泛應(yīng)用于移動電源(手機(jī)、電腦等。)、家用電源、分散式電站、水下機(jī)器人、航天器、空間站、潛艇(不依賴空氣推進(jìn))等領(lǐng)域。
碳納米管的照片
氫氣被很多人認(rèn)為是未來的清潔能源。而氫氣本身密度低，不方便壓縮成液體儲存。碳納米管重量輕，結(jié)構(gòu)中空，因此可以作為儲存氫氣的優(yōu)良容器。儲存氫的密度甚至高于液態(tài)或固態(tài)氫的密度。適當(dāng)加熱，氫氣可以慢慢釋放出來。研究人員正試圖用碳納米管制造便攜式儲氫容器。碳納米管內(nèi)部可以填充金屬、氧化物等物質(zhì)，這樣碳納米管就可以作為模具使用。首先在碳納米管中填充金屬等物質(zhì)，然后刻蝕掉碳層，就可以制備出最細(xì)的納米級導(dǎo)線或者全新的一維材料，可以應(yīng)用在未來的分子電子器件或者納米電子器件中。一些碳納米管本身也可以用作納米尺度的線。通過這種方式，碳納米管或相關(guān)技術(shù)制成的微絲可以放置在硅片上，以產(chǎn)生更復(fù)雜的電路。利用碳納米管的特性可以制成許多優(yōu)異的復(fù)合材料。例如，碳納米管材料增強(qiáng)的塑料具有優(yōu)異的機(jī)械性能、良好的導(dǎo)電性、耐腐蝕性和對無線電波的屏蔽性。以水泥為基體的碳納米管復(fù)合材料具有良好的抗沖擊性、抗靜電性、耐磨性和高穩(wěn)定性，不易影響環(huán)境。碳納米管增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料具有高強(qiáng)度和良好的抗沖擊性能。由于碳納米管上五元環(huán)的缺陷，反應(yīng)活性增強(qiáng)。在高溫等物質(zhì)條件下，碳納米管容易在端面開口，形成管狀，容易被金屬滲透，與金屬形成金屬基復(fù)合材料。這種材料具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、抗熱變能力強(qiáng)等特點。碳納米管還為物理學(xué)家提供了最細(xì)的毛細(xì)管來研究毛細(xì)現(xiàn)象的機(jī)理，為化學(xué)家提供了最細(xì)的試管來進(jìn)行納米化學(xué)反應(yīng)。碳納米管上的微小顆?？梢詫?dǎo)致碳納米管在電流中的振蕩頻率發(fā)生變化。利用這一點，1999年，巴西和美國科學(xué)家發(fā)明了一種納米尺度精確度為10-17kg，可以稱量單個病毒的質(zhì)量。后來德國科學(xué)家發(fā)明了一種納米尺度可以稱一個原子的重量。
碳納米管長啥樣
碳納米管之所以簡單，是因為碳納米管是由幾個到幾十個碳原子排列成六邊形的同軸圓管組成的。各層之間保持固定距離，六邊形結(jié)構(gòu)完美連接，因此碳納米管具有極高的硬度。碳納米管由單片純石墨組成。這是個簡單的無縫圓柱中空纖維原子質(zhì)量低，分子排列致密，單位為納米。碳納米管是一維納米材料，所以重量輕。
碳納米管具有良好的機(jī)械性能。碳納米管的抗拉強(qiáng)度達(dá)到50 ~ 200 gpa，是鋼的100倍，但密度只有鋼的1/6，比常規(guī)石墨纖維至少高一個數(shù)量級。其彈性模量可達(dá)1tpa，與金剛石相當(dāng)，約為鋼的5倍。理想結(jié)構(gòu)的單壁碳納米管的拉伸強(qiáng)度約為800gpa。雖然碳納米管的結(jié)構(gòu)與高分子材料相似，但其結(jié)構(gòu)比高分子材料穩(wěn)定得多。碳納米管是目前可以制備的比強(qiáng)度最高的材料。如果以其他工程材料為基體，與碳納米管制成復(fù)合材料，復(fù)合材料將表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度、彈性、抗疲勞性和各向同性，這將大大提高復(fù)合材料的性能。
碳納米管 是什么
的原理是碳納米管具有良好的傳熱性能，cnts具有非常大的長徑比，因此其沿長度方向的換熱性能非常高，而其垂直方向的換熱性能相對較低。通過適當(dāng)?shù)娜∠颍技{米管可以被合成為高度各向異性的傳熱材料。
此外，碳納米管具有高導(dǎo)熱性。只要在復(fù)合材料中摻雜少量的碳納米管，復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能就會大大提高。
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