什么是納米管？

更新時間：2024-10-28

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納米管是具有圓柱形結(jié)構(gòu)的微小物質(zhì)。

它們被稱為納米管，因為它們的管子是納米級的。一般指由碳制成的碳納米管。

碳納米管是由飯島澄夫博士（現(xiàn)任名城大學終身教授）于 1991 年發(fā)現(xiàn)的，其形狀就像苯環(huán)片緊密地展開成圓柱形。可以在該圓柱體中插入更細的管，單層碳納米管稱為單壁碳納米管（SWNT），多層堆疊的稱為多壁碳納米管（MWNT）。壁碳納米管）。

碳納米管經(jīng)常用于納米技術(shù)領(lǐng)域。由于其高導電率和長徑比，它可以形成導電管網(wǎng)絡。

此外，由于其強大的化學鍵，與聚合物一起使用時可以提高機械強度，使其成為優(yōu)異的導熱材料。由于其電子和機械特性，它有望作為構(gòu)成納米技術(shù)基礎(chǔ)的材料應用于廣泛的領(lǐng)域。已開始應用的產(chǎn)品包括網(wǎng)球拍、自行車車架、揚聲器、耳機、電線等。

碳納米管是化學性質(zhì)非常穩(wěn)定的物質(zhì)，而且重量極輕，密度約為鋁的一半。盡管如此，它的強度比鋼高20倍，耐電流密度比銅高1000倍以上，并且比銅具有更高的導熱性。

單壁碳納米管（SWNT）是由單層石墨烯形成的無縫圓柱形材料。 SWNT 的電導率根據(jù)形成管的石墨烯片的纏繞方法和直徑而變化，并且它們表現(xiàn)出金屬或半導體行為。

雙壁碳納米管 (DWNT) 的帶隙使其適合用作場效應晶體管。然而，它們高度復雜的電氣行為限制了它們在薄膜電子等領(lǐng)域的應用。此外，通過選擇性地功能化外層，可以在生物系統(tǒng)中應用造影劑和治療劑。

與單壁碳納米管 (SWNT) 相比，多壁碳納米管 (MWNT) 更容易大規(guī)模生產(chǎn)，且單位成本更低。通常，當功能化時，碳雙鍵被裂解，性能可能會改變，但在多壁碳納米管中，僅外層被改性，因此可以保持原始性能。

為了為特定應用引入新的性能，需要對碳納米管的表面進行改性，使其溶解在各種溶劑中，增強功能性，并賦予分散性和相容性。這可以通過使用酸、臭氧、等離子體等引起氧化反應來實現(xiàn)。例如，羥基或羧基的產(chǎn)生會產(chǎn)生極性，從而增加與各種聚合物的溶解度和親和力。

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