¿Qué son los nanomateriales de carbono?
Los nanomateriales de carbono se refieren a elementos de carbono con al menos una dimensión de tamaño de fase dispersa inferior a 100 nm. La fase dispersa puede estar compuesta de átomos de carbono o heteroátomos (átomos distintos de carbono), o incluso nanoporos. Los nanomateriales de carbono incluyen principalmente tres tipos: nanotubos de carbono, nanofibras de carbono y nanoesferas de carbono.
Nanomateriales de carbono es un término relativamente general, que puede ser nanotubos de carbono, nanofibras de carbono, etc. Por tanto, ambos términos son diferentes y están relacionados.
Introducción a los nanomateriales de carbono
En los últimos años, la investigación sobre la nanotecnología del carbono ha sido bastante activa, surgiendo sin cesar diversos nanocristales de carbono, agujas, varillas, barriles, etc. En el año 2000, científicos alemanes y estadounidenses también prepararon una molécula hueca en forma de jaula compuesta por 20 átomos de carbono. Según cálculos teóricos, la molécula C60 que contiene 20 átomos de carbono está compuesta únicamente por pentágonos regulares y es la molécula más pequeña en la estructura del fullereno. Teniendo en cuenta los ángulos originales, las fuerzas y otras cuestiones entre las combinaciones, la gente siempre ha creído que estas moléculas son. muy inestable y difícil de existir. Científicos alemanes y americanos han preparado moléculas de jaula C60, resolviendo un importante tema de investigación en el campo de la ciencia de materiales. Los nuevos materiales de carbono, como las nanofibras de carbono y los nanotubos de carbono entre los nanomateriales de carbono, tienen muchas propiedades físicas y químicas excelentes y se utilizan ampliamente en muchos campos. El carbono es uno de los elementos importantes que existe en la naturaleza y está más estrechamente relacionado con los humanos. Tiene diversas características orbitales electrónicas de hibridación SP, SP2 y SP3. Además, la anisotropía de SP2 conduce a la anisotropía de los cristales y otras disposiciones. Anisotropía. Por lo tanto, los materiales de carbono con carbono como único elemento componente tienen diversas propiedades, y constantemente se descubren y producen artificialmente nuevas fases de carbono y nuevos materiales de carbono. De hecho, ningún elemento puede formar tantas sustancias con estructuras y propiedades completamente diferentes como el carbono, como cristales de diamante tridimensionales, escamas de grafito bidimensionales, carbono unidimensional y nanotubos de carbono y moléculas ricas en lereno de dimensión cero. , etc. La Tabla 1 ilustra los enlaces químicos del carbono y las diversas fases orgánicas, inorgánicas y de carbono típicas que forman. Tabla 1 Enlaces químicos del carbono, los compuestos que forman y modos de combinación del carbono*** Enlace de valencia Enlace iónico Enlace metálico Fuerza de Van der Waals Enlace molecular Sp Híbrido SP2 Híbrido SP3 Híbrido Sp SP2 SP3 Híbrido Híbrido Número de coordinación mixta 234 Infinitivo 6, 8 , 12 Espaciado promedio C-C (mm) 0.1210.1330.142 0.154 0.1190.124 0.335 Energía de enlace kj/mol463520 Ejemplos típicos etileno orgánico o inorgánico (C2H2) acetileno (C2H4) benceno (C6H6) adamantano (C10H16) ciclododecano (C12H18) ) (CF) sustantivo, femenino— , SiC, B4C CaC2Fe3CAL4C3 compuesto de capa intermedia molecular (C8K, etc.
Fase de carbono (polialquileno cumeno carboneno (cristal de prisma hexagonal C60) grafito (en plano) (cristal cúbico, cristal hexagonal) Estado de transición de diamante n-diamante (varios materiales de carbono) Grafito C60 (capa intermedia) Fase de carbono Moléculas de carbono no identificadas en C2 a C20 1-grafito 3d-sp2bct -4 polifenileno 6H-diamante BC-8 grafito carbonizado Sc, bcc, Tabla 2 Tipos de materiales funcionales carbonosos Sic C CN cero-dimensional unidimensional dos Tridimensional tridimensional materia amorfa 3c -Sic6h - Sic Fullereno Nanotubos Carboneno Fibra de carbono Grafito Grafeno Diamante Carbono amorfo Carbono de diamante β-C3N4 Método de preparación Sublimación y recristalización CVDLPEMBE Descarga de ablación CVD térmica Descarga de tratamiento alcalino Descomposición de fluoruro de hidrógeno CVD térmico Método de evaporación por calentamiento método de ablación método de síntesis de alta presión método CVD método de ablación síntesis de alta presión método CVD método CVD método PVD método de pulverización método de plasma método de pulverización por haz de iones método de ablación morfología monocristal película a granel película monocristalina fibra molecular fibra molecular Microcristalino monocristalino orientado cristalino monocristalino película granular película amorfa fibra en masa propiedades microcristalinas semiconductor de resistencia ambiental de alta resistencia función catalítica semiconductora superconductividad magnética fuerte conductividad función catalítica de alta resistencia conductividad función catalítica insertabilidad alta dureza Conductividad térmica Alta resistencia al calor Resistencia al desgaste y a la corrosión Alta dureza Resistencia a la corrosión Conductividad eléctrica Alta dureza (prevista) Uso Energía - Materiales electrónicos Materiales súper lubricantes Materiales de ultra alta resistencia Ultra Materiales de alta resistencia Materiales de ultra alta resistencia Materiales de ultra alta resistencia Materiales electrónicos Materiales súper lubricantes Materiales ópticos no lineales Materiales ultraligeros Materiales de ultra alta resistencia Materiales de alta energía Materiales de electrodos Se puede decir que los materiales de carbono son superiores a otros materiales en términos de propiedades ópticas, calor resistencia, resistencia a la radiación, resistencia química, aislamiento eléctrico, conductividad, propiedades de superficie y de interfaz Todos los materiales... >>
¿Qué son los materiales de macrocarbono y los materiales de nanocarbono, y cuáles son las diferencias entre ellos?
p>Macro: diamante de grafito
Nano: grafeno (actualmente la investigación más popular) Carbono 60 (C60), etc.
Diferencia: el grafito se puede considerar como una capa de moléculas de carbono, y también hay interacciones entre las capas moleculares. En cuanto al grafeno, se extrae de la capa molecular. Debido al efecto de la baja configuración, la fuerza entre las moléculas cambia (específicamente: la unión), lo que provocará una serie. de los efectos del tamaño en el grafeno a nanoescala, por ejemplo, el módulo de Young aumenta, el punto de fusión disminuye, el espectro Raman cambia, etc.
¿Cuáles son las ventajas de los nanotubos de carbono?
Carbón Los nanotubos son nanomateriales unidimensionales que son livianos, la estructura hexagonal está perfectamente conectada y tiene muchas propiedades mecánicas, eléctricas y químicas superiores. La estructura única de los nanotubos de carbono crea muchas propiedades físicas y químicas especiales. Los enlaces de valencia C=C*** que forman los nanotubos de carbono son los enlaces químicos más estables de la naturaleza, por lo que confieren a los nanotubos de carbono propiedades mecánicas muy superiores. Los cálculos teóricos muestran que los nanotubos de carbono tienen una resistencia y tenacidad extremadamente altas. Los cálculos teóricos muestran que los nanotubos de carbono tienen una resistencia y tenacidad extremadamente altas, con una estimación teórica del módulo de Young que alcanza los 5TPa. Por primera vez, los científicos utilizaron TEM para medir la amplitud cuadrática media de los nanotubos de carbono de paredes múltiples en el rango de temperatura desde temperatura ambiente hasta 800 grados, deduciendo que el módulo de Young promedio de los nanotubos de carbono de paredes múltiples es de aproximadamente 1,8 Tpa. Los nanotubos de carbono son muy superiores a cualquier fibra tanto en resistencia como en dureza, y se les conoce como las "súper fibras" del futuro. Fibra". Los científicos predicen que los nanotubos de carbono pueden convertirse en un nuevo tipo de material de fibra de carbono de alta resistencia, que no solo tiene las propiedades únicas de los materiales de carbono, sino que también tiene la conductividad eléctrica y térmica de los materiales metálicos, la resistencia al calor y a la corrosión de Los materiales cerámicos y las propiedades únicas de las fibras textiles. La tejebilidad, así como la ligereza y la fácil procesabilidad de los materiales poliméricos, el uso de nanotubos de carbono como materiales compuestos pueden mostrar buena resistencia, elasticidad y resistencia a la fatiga. Los nanotubos potencialmente darán rendimiento a los materiales compuestos y suponen un salto cualitativo.
La investigación sobre el uso de nanotubos para fabricar materiales compuestos se realizó por primera vez en sustratos metálicos, como nanotubos de hierro/carbono, nanotubos de aluminio/carbono, nanotubos de níquel/carbono, nanotubos de cobre/carbono, etc. En los últimos años, el enfoque de la investigación de los materiales compuestos de nanotubos de carbono se ha desplazado hacia los materiales compuestos de polímero/nanotubos de carbono, como el uso de fibra de carbono como material de refuerzo en materiales ligeros y de alta resistencia, las propiedades mecánicas de los nanotubos de carbono y su pequeño diámetro. y una relación de aspecto grande traerá mejores resultados.
¿Qué es la tecnología de nanofibras de carbono?
(nanotecnología)
De hecho, es una tecnología que utiliza átomos y moléculas individuales para crear sustancias.
A juzgar por el estado actual de la investigación, se divide aproximadamente
en tres conceptos. La primera es la nanotecnología molecular, propuesta por el científico estadounidense Dr. Slev en 1986 en su libro "Creating Machines". Basándose en este concepto, se puede hacer práctica una máquina de combinación molecular, de modo que se puedan combinar varias moléculas a voluntad para crear cualquier tipo
. Este concepto de nanotecnología aún tiene que lograr avances significativos.
El segundo concepto sitúa la nanotecnología como el límite de la tecnología de micromecanizado. Es decir, una tecnología que forma artificialmente estructuras a nanoescala mediante "procesamiento" con precisión a nanoescala. Esta tecnología de procesamiento a nanoescala también hace que la miniaturización de semiconductores esté a punto de alcanzar su límite. En teoría, incluso si la tecnología actual continúa desarrollándose, eventualmente llegará a sus límites. En efecto, si se reduce el ancho de línea del circuito, la película aislante que constituye el circuito se vuelve muy delgada, destruyendo así el efecto de aislamiento. Además, existen problemas como el calentamiento y la agitación. Para abordar estas cuestiones, los investigadores están trabajando en nuevas nanotecnologías.
El tercer concepto se propone desde una perspectiva biológica. Inicialmente, las células de los organismos y
El tercer concepto es desde una perspectiva biológica.
La nanotecnología se refiere a una nueva tecnología que estudia los patrones de movimiento y las características de electrones, átomos y moléculas en el rango de 0,1 nanómetros a 100 nanómetros. En el proceso de estudiar la composición de la materia, los científicos han descubierto que a escala nanométrica se separan varias o docenas de átomos o moléculas contables, que exhiben significativamente muchas características nuevas, y utilizan estas características para crear productos con la tecnología de dispositivos con características específicas. funciones se llama nanotecnología.
La nanotecnología es un tema muy transversal y completo, y su investigación involucra todos los aspectos de la ciencia y la tecnología modernas.
La nanotecnología actualmente incluye la nanobiología, la nano
ciencia, la nanomecánica, la nanoquímica y otras disciplinas. Desde la tecnología de micrones (incluyendo
etc.) hasta la nanotecnología, los seres humanos han realizado investigaciones cada vez más profundas sobre
y el nivel de comprensión y transformación de
por parte de las personas.también ha mejorado a niveles sin precedentes. Científicos chinos famosos también señalaron que las estructuras alrededor y por debajo de los nanómetros son el foco de la próxima etapa del desarrollo científico y tecnológico y serán una revolución tecnológica que desencadenará otra revolución industrial en el siglo XXI.
Aunque todavía queda un largo camino por recorrer antes de la etapa de aplicación, debido a que la nanotecnología tiene perspectivas de aplicación extremadamente amplias, los países desarrollados como Estados Unidos, Japón y el Reino Unido conceden gran importancia a la nanotecnología y han formularon planes de investigación y llevaron a cabo investigaciones relevantes
Los nanomateriales se consideran los nuevos materiales más prometedores del siglo XXI. El nanotubo de carbono es una sustancia compuesta de átomos de carbono con un diámetro de sólo unos pocos nanómetros (1 nanómetro = 10-9 metros)
1. Análisis de la pregunta: Según la descripción, el nanotubo de carbono es una sustancia compuesta de átomos de carbono. La sustancia es una sustancia simple, A está mal. El carbono es estable a temperatura ambiente y tiene propiedades de adsorción. Por lo tanto elige A.
¿Cuáles son las acciones beneficiarias de supercondensadores de nanomateriales de carbono?
Resumen de empresas cotizadas relacionadas con acciones de concepto de supercondensadores:
Acciones de Jianghai (002484)
En mayo de 2013, la empresa firmó un "Acuerdo de transferencia general de propiedad intelectual" con la empresa ACT de Japón y transfirió toda la información técnica de producción, los datos técnicos y los derechos de patente de los supercondensadores de iones de litio que poseía a la empresa en su totalidad. El precio acordado fue de 1.500 diez mil yuanes. La empresa se dedica principalmente al desarrollo de supercondensadores de iones de litio para aplicaciones de almacenamiento de energía, como vehículos eléctricos y vehículos híbridos. Los derechos de propiedad intelectual transferidos en virtud del acuerdo involucran 53 patentes de tecnología de módulos y supercondensadores de iones de litio.
La compañía declaró en la plataforma interactiva de la Bolsa de Valores de Shenzhen que los supercondensadores tienen amplias perspectivas de aplicación y se utilizan principalmente en vehículos de nueva energía, sistemas de transporte público, industria militar y otros campos. La compra por parte de la compañía de la tecnología patentada de la compañía japonesa ACT también se basa en. Esta consideración actualmente se basará en las condiciones del mercado y considerará la construcción de una línea de producción de supercondensadores. En diciembre de 2013, la empresa declaró en la plataforma interactiva de la Bolsa de Valores de Shenzhen que había contratado personal central en tecnología de supercondensadores para promover plenamente el trabajo de investigación y desarrollo y esforzarse por lograr la industrialización lo antes posible.
Faraday Electronics (600563)
La empresa es el mayor fabricante de condensadores de película y películas metalizadas de aluminio de China, con ventajas operativas a escala líderes en la industria, ventajas de soporte integrales, ventajas técnicas y productos con calidad. ventajas, tiene una capacidad de producción anual de 4.500 millones de condensadores de película y 2.500 toneladas de películas metalizadas. Es el único fabricante de condensadores de película de CC y películas metalizadas clasificado entre los diez primeros del mundo.
Tongfang Electronics es la única empresa china que se encuentra entre las diez principales empresas del mundo en condensadores de película de CC y películas metalizadas.
Tongfeng Electronics (600237)
La empresa se dedica principalmente a la producción y venta de condensadores de película y materiales relacionados. Los principales productos son películas eléctricas, películas metalizadas y condensadores de película. La filial Tongfeng Capacitor se dedica principalmente a condensadores de CA, condensadores de CC, condensadores de potencia y condensadores especiales.
Nanyang Technology (002389) Película de supercondensador
La empresa es el mayor fabricante profesional de películas electrónicas de China. Sus principales productos son películas electrónicas de polipropileno, que se dividen en "película base" y "película base". "Película metálica". "Película química" dos categorías. Los principales productos de la empresa son las películas electrónicas de polipropileno, que se dividen en dos categorías: "película base" y "película metalizada". Los principales productos de la empresa son películas electrónicas de polipropileno para condensadores, que se dividen en dos categorías y siete variedades, con especificaciones de espesor de producto que oscilan entre 2,5 y 18 μm.
Jiangsu Cathay (002091) Electrolito de supercondensador
Cathay Huarong Chemical Company es una empresa clave de alta tecnología en el marco del Plan Nacional de la Antorcha con materiales para baterías de litio y materiales de silicio orgánico como dirección de desarrollo. Los productos de electrolitos incluyen electrolitos de baterías de litio primarias, electrolitos de baterías de iones de litio secundarias, electrolitos de baterías de energía y electrolitos de supercondensadores, etc., los agentes de acoplamiento de silano cubren nueve series y más de 60 variedades. Nuestros productos se exportan a Japón, Estados Unidos, Europa, Australia y otros países y regiones, y hemos establecido asociaciones estratégicas con grandes empresas internacionales de la misma industria. Somos uno de los tres mayores proveedores de electrolitos para baterías de iones de litio del mundo y un importante fabricante nacional de agentes de acoplamiento de silano.
Nuevo electrolito de supercondensador Zhoubang (300037)
Productos químicos para condensadores: los productos químicos para condensadores de la empresa incluyen principalmente productos químicos para condensadores electrolíticos de aluminio, productos químicos para condensadores de polímero sólido y productos químicos para supercondensadores. La empresa es la empresa líder de China en productos químicos para condensadores electrolíticos de aluminio y ocupa una posición de liderazgo en el país en términos de escala, I+D, marca, calidad y servicio. La empresa ha solicitado varias patentes de invención nacionales y se ha convertido en uno de los principales proveedores de productos químicos para condensadores electrolíticos de aluminio del mundo. La empresa se ha convertido en un proveedor calificado para los principales fabricantes de condensadores de polímero sólido del mundo, y entre sus clientes se incluyen Hioki de Japón, CHEMI-CON de Estados Unidos, Yubon de Taiwán, etc. La compañía ha innovado y dominado de forma independiente las tecnologías clave de electrolitos de supercondensadores: tecnología de síntesis de sales de amonio cuaternario de electrolitos y tecnología de fórmulas de electrolitos, y se ha convertido en un proveedor calificado para los principales fabricantes de supercondensadores del mundo, como MAXWELL, REDI y NESSCAP de Corea del Sur. La empresa también se ha convertido en un proveedor cualificado del principal fabricante mundial de condensadores de polímero sólido.
CMOC (603993) Centro de investigación de nanomateriales de Luoyang: en abril de 2010, la empresa cooperó con la estadounidense CALYNANOMOLY DEVELOPMENT INC. para establecer el Centro de investigación de nanomateriales de Luoyang para llevar a cabo la investigación y el desarrollo del nanomolibdeno. El centro de investigación consta de un laboratorio de síntesis de materias primas, un laboratorio de pruebas electroquímicas y un laboratorio de caracterización. Sus principales áreas de investigación son: bajo consumo de energía, desarrollo de tecnología de síntesis de nanomolibdeno respetuosa con el medio ambiente y producción industrial y desarrollo de agua energética específica. supercondensadores; supercondensadores Investigación y desarrollo de aditivos de carbón activado (SCA); investigación y desarrollo de supercondensadores híbridos.
Narada Power Supply (300068)
Investigación y desarrollo de supercondensadores de plomo-carbono: las baterías de plomo-carbono son una combinación eficaz de baterías de plomo-ácido y supercondensadores. El proyecto utiliza varios. de tecnologías internacionales de vanguardia: el electrodo negativo utiliza tecnología de carbono espumado de grafito; el material activo negativo utiliza tecnología de carbono de plomo; el electrodo positivo utiliza un colector de corriente a base de titanio... >>
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