碳纳米管

碳纳米管又称巴基管,英文简称CNT,是由单层或多层的石墨烯层围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成一维量子材料。碳纳米管具有非常优异的力学、电学、化学性能且质量轻、韧性好。可用于碳纤维材料,复合材料的增强剂、场效应晶体管材料,电子发射源,化学传感器等。

CNT具有突出的多方面性能

  • 力学性能:具有极高的弹性和韧性,杨氏模量是钢的近6倍、抗拉强度是钢的100倍,也是目前自然界中比强度最高的材料;
  • 电学性能:导电性显著优于石墨烯、炭黑等材料,且管径越细、长度越长,导电性越好;
  • 导热性能:极高的导热率,室温下导热率是金刚石的2倍。 轴向导热性能优、径向导热较差,可合成各向异性的导热材料;
  • 化学稳定性:具有耐酸性、耐碱性,在高分子复合材料中添加碳纳米管可以提高材料本身 的阻酸抗氧化性能;
  • 嵌锂性能优异:碳纳米管的中空管腔、管与管之间的间隙、管壁中层与层之间的空隙及管结构中的各种缺陷,为锂离子提供了丰富的 存储空间和运输通道。

碳纳米管的制备方法主要包括化学气相沉积、电弧放电法、激光烧蚀法等。其中,化学气相沉积法是最常用的方法,可以在相对较低的温度和压力下合成高质量的碳纳米管。

碳纳米管的应用非常广泛,例如在制造高速电子器件、制造高效的太阳能电池、制造超灵敏传感器、制造高性能复合材料等方面。此外,碳纳米管还被广泛应用于制造透明导电膜、制造高强度材料、制造热导率高的材料等方面。

石墨烯/气凝胶


单壁碳纳米管与多壁碳纳米管对比