碳纳米管是由碳制成的具有纳米级直径的中空管。它是通过将二维石墨折叠或卷绕成圆柱体结构而制成的。它的直径为1-3纳米。它的长度比它的直径宽。它是用千分尺测量的。他们将石墨烯片进行了二维折叠。碳纳米管具有卓越的机械性能。
碳纳米管由一层碳原子组成,这些碳原子以六角形蜂窝状网格连接在一起。这种单原子厚的碳片被称为石墨烯,它被包裹在圆柱体中并连接在一起形成碳纳米管。纳米管可能具有单个碳外壁或多个碳壁。
以下是碳纳米管的特性:
碳纳米管是脆性的。它们像钻石一样坚硬。
纳米管的重力非常低。
碳纳米管的密度是钢的四分之一。
碳纳米管比钢更强大。它们具有出色的机械特性。碳纳米管的强度和耐用性是钢的十倍。
碳纳米管的热容量相当高。它的强度通常是钢的二十倍。因此,它不会像钢一样受热时膨胀。因此,碳纳米管被用来建造桥梁和飞机。
碳纳米管中的每个碳原子都与其他三个碳原子共价结合。这些碳-碳共价连接形成六方晶格。
碳纳米管具有类似于正六边形的晶体结构。
碳纳米管具有延展性。
碳纳米管是优良的热导体。
碳纳米管具有导电性。
幼体的体积模量较高。碳纳米管的杨氏模量约为1特拉帕斯卡,比钢强10倍。
碳纳米管没有化学性质。因此,它们具有化学惰性。因此,碳纳米管耐腐蚀。
单壁碳纳米管具有一维结构。扶手椅和之字形是单壁碳纳米管的两个例子。该设计取决于石墨烯如何折叠成圆柱体。扶手椅形式始终是固体,但其他配置有可能使纳米管成为半导体。
以下是单壁碳纳米管的特性:
单壁碳纳米管具有半导体的导电性。因此,它们像半导体二极管一样表现出金属和半导体特性。
单壁碳纳米管的带隙范围在0到2eV之间。
单壁碳纳米管用于拆卸电路。
单壁碳纳米管具有一维形状。因此,它有时被称为纳米线。
单壁碳纳米管的长度约为2微米。
单壁碳纳米管的直径为2nm。
多壁碳纳米管由嵌套的碳纳米管组成。单个石墨烯片自身卷绕数次,类似于卷起的纸卷。这种形式的纳米管有两种直径,一种为外径,一种为内径。尽管多壁碳纳米管具有与单壁碳纳米管相当的品质,但其外壁可以保护内部碳纳米管免受与外部成分的化学反应。多壁纳米管也比单壁纳米管更强。手性多壁碳纳米管是多壁碳纳米管的一个例子。
以下是多壁碳纳米管的特性:
多壁碳纳米管的外径为2-20nm。
多壁碳纳米管的内径为1-3nm。
多壁碳纳米管的长度约为5-6微米。
碳纳米管的应用
碳纳米管应用涵盖广泛的部门和专业,包括医疗、纳米技术、制造、建筑和电子。
碳纳米管有不同的应用,包括能量存储、设备建模、汽车部件、船体、运动器材、净水器、薄膜电路、涂料、电机和电磁屏蔽。
由于其巨大的表面积,碳纳米管已被有效地应用于制药和医疗领域,以吸附或结合各种治疗和诊断化学品。
碳纳米管具有多种不同的化学物质、尺寸以及光学、电子和功能特性,这使得它们成为引人注目的药物输送和生物传感器平台,用于治疗多种疾病,以及对血液水平和其他化学物质进行非侵入性管理。人体的特征。
碳纳米管 (CNT) 具有高表面积与体积比、改进的电导率、耐用性、生物相容性、易于功能化和光学特性。
碳纳米管的优点和缺点
碳纳米管是一项非凡的技术,每天都在发现它们的新应用。它们有几个优点,但也有一定的缺点。
优点
它们体积小、重量轻,是金属线的更好替代品。
制造它们所需的材料是可用的,而且许多都是用少量的材料建造的。
它们具有耐温性,这意味着它们在极冷和极热的情况下几乎可以正常工作。
作为一项新技术,投资者纷纷涌向研发公司,这将促进经济发展。
缺点
尽管进行了所有研究,科学家们仍然不知道它们是如何运作的。
因为它们很小,所以很难与它们一起工作。
目前生产纳米管的技术相当昂贵。
在我们可以的所有领域应用这项新技术并更换过时的设备成本高昂。
随着当前技术变得过时的速度,依赖该技术可能存在风险。