碳納米管

碳納米管是由純碳構(gòu)成的一種納米材料，屬于中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)。其直徑只有幾個(gè)納米，但長(zhǎng)度可以達(dá)到數(shù)厘米甚至更長(zhǎng)。碳納米管具有很高的強(qiáng)度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和化學(xué)穩(wěn)定性。

1.碳納米管的優(yōu)點(diǎn)

碳納米管有以下幾個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)：

• 極高的比表面積和比強(qiáng)度，使其在材料強(qiáng)度和重量之間取得了平衡；
• 優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性能，使其廣泛應(yīng)用于電子元件、催化劑載體和熱界面材料等領(lǐng)域；
• 非常高的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性，使其被廣泛運(yùn)用于生物醫(yī)學(xué)、藥物傳遞和成像等領(lǐng)域。

2.納米碳管的制備方法

目前，常用的碳納米管制備方法主要有以下幾種：

1. 化學(xué)氣相沉積法：通過(guò)將合適的碳源在高溫下分解，形成碳原子并依靠催化劑的作用在金屬表面上沉積成碳納米管；
2. 電弧放電法：在惰性氣氛下使用金屬電極，通過(guò)電弧放電熱解石墨，在高溫下氣相合成碳納米管；
3. 化學(xué)還原法：通過(guò)把石墨氧化物還原得到石墨烯，然后利用溶劑或者助劑使石墨烯滾動(dòng)成管而制備出碳納米管。

3.納米碳管的主要應(yīng)用

碳納米管已經(jīng)成功地應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

• 電子元件方面，如場(chǎng)發(fā)射器、晶體管、超快開(kāi)關(guān)、納米電線和掃描探針等；
• 能源儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換，如鋰離子電池、超級(jí)電容器、太陽(yáng)能電池和燃料電池等；
• 材料改性方面，被用作增強(qiáng)材料、聚合物復(fù)合材料、涂料和粘合劑等；
• 生物醫(yī)學(xué)、藥物傳遞和成像方面，如靶向藥物輸送、生物傳感器等。