Nanotuburi de carbon cu un singur perete: deblocarea unei noi ere în știința materialelor
In this era of rapid technological development, single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) are quietly changing the rules of the game in multiple industries. As one of the most promising members of the carbon nanomaterial family, this "super material" with a diameter of only 1-2 nanometers and a length of up to several micrometers is triggering a silent revolution in the fields of Electronică, energie, medicamente și materiale compozite .
Ce este un nanotub de carbon cu un singur perete?
Un nanotub de carbon cu un singur perete este o structură cilindrică goală formată prin curlarea unui singur strat de foaie de grafen . Atomii de carbon din ea sunt aranjați într-un model hexagonal, formând o rețea de fagure perfectă . Această structură unică o înzestrează cu proprietăți de fagure: puterea sa este de 100 de ori mai mult decât oțelul, totuși greutatea sa este doar cu proprietăți de oțel; Conductivitatea sa electrică este mai bună decât cea a cuprului; iar conductivitatea sa termică o depășește pe cea a diamantului .
Observația uimitoare a nanotuburilor de carbon cu un singur perete sub un microscop electronic - o astfel de structură minusculă, care are încă potențialul de a schimba lumea . După mai bine de două decenii de cercetare, am început în sfârșit să transformăm această minune de laborator în aplicații practice . am fost în sfârșit
Starea aplicației din industrie
În câmpurile electronice și semiconductor: nanotuburile de carbon cu un singur perete se străduiesc prin limitele fizice ale semiconductorilor pe bază de siliciu . companii precum IBM au dezvoltat tranzistoare bazate pe nanotuburi de carbon, a căror performanță depășește cu mult mai mult că a tranzistoarelor electronice tradiționale ., ceea ce este cu mult mai interesant, care se transformă în tranzistoarele electronice de flexibilitate ., care va fi cu mult mai interesant, care se transformă în tranzistorii electronici cu flexibil Telefoane cu ecran pliabil și dispozitive purtabile pentru a atinge un nivel de ușurință fără precedent, subțire și durabilitate .
Depozitare de energie:In the field of lithium batteries, adding a small amount of single-walled carbon nanotubes can significantly enhance the conductivity and structural stability of the electrodes. Our test data shows that this additive can extend the battery's cycle life by more than 30% and increase the charging speed by 40%. For the electric vehicle industry, this means a substantial alleviation of range anxietate .
Consolidarea materialelor compozite: integrarea nanotuburilor de carbon cu un singur perete în matrice din plastic, metal sau ceramică are ca rezultat un material ușor fără precedent și de înaltă rezistență . Industria aerospațială a început să adopte acest material nanocompozitor pentru a obține reducerea greutății și îmbunătățirea eficienței . ceea ce a impresionat a fost un caz de la o anumită producție de eficiență {{3} Materialul consolidat cu nanotub de carbon, durata zborului produsului a crescut cu 25%.
Provocări tehnice și descoperiri
Comercializarea nanotuburilor de carbon cu un singur perete s-a confruntat odată cu două blocaje majore: controlul de producție și dispersie la scară largă . După ani de acumulare tehnologică, am dezvoltat o depunere inovatoare de vapori chimici catalitici (CCVD), obținând o producție continuă cu puritate ridicată și randament ridicat . în același timp, în același timp, prin intermediul funcției de suprafață și a unei tehnologii de randament ridicat, a fost în același timp de disperare, în același timp, prin intermediul funcției de suprafață, prin intermediul funcției de suprafață, a modificării de suprafață, prin intermediul tehnologiei de suprafață, cu randament ridicat, We soluționare în același timp, prin intermediul funcției de suprafață, a modificării de suprafață, prin intermediul tehnologiei de funcționare a suprafeței, cu randament de randament ridicat. de nanotuburi de carbon în diferite substraturi .