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              多壁碳納米管

              多壁碳納米管

              多壁碳納米管可能成為一種新型的高強度碳纖維材料,既具有碳素材料的固有本性,又具有金屬材料的導電和導熱性,陶瓷材料的耐熱和耐腐蝕性,紡織纖維的可編織性,以及高分子材料的輕質、易加工性。

              1、壁碳納米管簡介
              碳納米管是繼 C60之后發現的碳的又一同素異形體,其徑向尺寸較小,管的外徑一般在幾納米到幾十納米,管的內徑更小,有的只有 1nm 左右;而其長度一般在微米級,長度和直徑比非常大,可達 103~106。因此,碳納米管被認為是一種典型的一維納米材料。碳納米管自從被人類發現以來,就一直被譽為未來的材料,是近年來國際科學的前沿領域之一。美國加州 Berkeley 大學 Alex Zettl 教授認為,就應用前景對 C60和碳納米管進行全 面的比較,C60可以用一頁紙概括,而碳納米管需要一本書來完成。
              2、多壁碳納米管發展前景
              多壁碳納米管可能成為一種新型的高強度碳纖維材料,既具有碳素材料的固有本性,又具有金屬材料的導電和導熱性,陶瓷材料的耐熱和耐腐蝕性,紡織纖維的可編織性,以及高分子材料的輕質、易加工性。將碳納米管作為復合材料增強體,預計可表現出良好的強度、彈性、抗疲勞性及各向同性,可以預期碳納米管增強復合材料可能帶來復合材料性能的一次飛躍。用納米管制作復合材料的研究首先是在金屬基上進行的,如:Fe/碳納米管、Al/碳納米管、Ni/碳納米管、Cu/碳納米管等。碳納米管復合材料的研究重心已轉到高分子/碳納米管復合材料方面,如在輕質高強度的材料中,使用碳纖維作為增強材料,碳納米管的機械性能及其小的直徑和大的長徑比將會帶來更好的增強 效果。
              3、多壁碳納米管的特性
              碳納米管的獨特結構決定了它具有許多特殊的物理和化學性質。組成碳納米管的 C=C 共價鍵是自然界最穩定的化學鍵,所以使得碳納米管具有非常優異的力學性能。理論計算表明,碳納米管具有極高的強度和極 大的韌性。其理論值估計楊氏模量可達 5TPa,強度約為鋼的 100 倍,而重量密度卻只有鋼的 1/6。
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