¿Cuáles son las aplicaciones de los nanotubos de carbono?
En primer lugar, los nanotubos de carbono se pueden utilizar como materiales compuestos.
Debido a sus excelentes propiedades eléctricas y mecánicas, los nanotubos de carbono se consideran una fase aditiva ideal para materiales compuestos. ¿Como fase de refuerzo y fase conductora, los nanotubos de carbono tienen un gran potencial de aplicación en el campo de los nanocompuestos? .
Los compuestos poliméricos de nanotubos de carbono son los primeros compuestos de nanotubos de carbono utilizados en la industria. El polímero aislante tiene una excelente conductividad debido a la adición de nanotubos de carbono, que tienen una excelente conductividad. Dependiendo del polímero de la matriz, normalmente una carga del 3% al 5% puede lograr el efecto de eliminar la acumulación de puntos estáticos. Los experimentos muestran que agregar un 2% de nanotubos de carbono puede lograr el efecto conductor de agregar un 15% de polvo de carbono y un 8% de alambre de acero inoxidable. Debido a la baja cantidad de adición y al tamaño a nanoescala del polímero, se puede lograr una buena conductividad eléctrica sin reducir las propiedades mecánicas del polímero y es adecuado para el moldeo por inyección de piezas de plástico de paredes delgadas.
? En segundo lugar, los nanotubos de carbono pueden utilizarse como dispositivos electroquímicos.
Los nanotubos de carbono tienen una relación de área superficial muy alta. Dependiendo del diámetro y la dispersión, el área superficial específica es de 250 ~ 3000 m2/g. Además, los nanotubos de carbono tienen una excelente conductividad eléctrica y buenas propiedades mecánicas, lo que los convierte en materiales ideales necesarios en el campo de la electroquímica y pueden usarse para fabricar electrodos de supercondensador para capacitores eléctricos electroquímicos de doble capa. La capacitancia de los condensadores de nanotubos de carbono es enorme. En comparación con los condensadores dieléctricos ordinarios, la capacitancia del condensador aumenta desde el nivel de microfaradios hasta el nivel de faradios. La capacitancia de los nanotubos de carbono puede alcanzar de 15 a 200 faradios por gramo. Se han producido miles de faradios de condensadores.
En tercer lugar, la aplicación de nanotubos de carbono en el almacenamiento de hidrógeno
El hidrógeno se considera una fuente de energía ideal en el futuro debido a su alto contenido energético, su ausencia de contaminación para el medio ambiente y sus abundantes recursos. . Sin embargo, debido a la dificultad de almacenar hidrógeno, su uso es muy limitado. En la actualidad, los métodos de almacenamiento de hidrógeno incluyen principalmente hidruro metálico, licuefacción, almacenamiento de hidrógeno a alta presión y almacenamiento de hidrógeno con hidruro orgánico. Aunque todos tienen ciertas ventajas, todos tienen algunas desventajas. Por ejemplo, los hidruros metálicos no sólo son caros, sino también pesados; la seguridad del almacenamiento de hidrógeno a alta presión se ve afectada. El almacenamiento de hidrógeno en nanotubos de carbono es uno de los campos de aplicación con gran potencial de desarrollo. A temperaturas y presiones normales, los nanotubos de carbono pueden liberar aproximadamente dos tercios del hidrógeno y pueden reutilizarse. Los materiales de almacenamiento de hidrógeno con nanotubos de carbono se utilizan para almacenar hidrógeno en sistemas de pilas de combustible, lo que es de gran importancia para el desarrollo de vehículos eléctricos. Puede reemplazar el tanque de hidrógeno de alta presión existente y mejorar la seguridad de los vehículos eléctricos. Los nanotubos de carbono se utilizan para almacenar hidrógeno con el fin de obtener muchos resultados de investigación. ¿Nanotubos de carbono de pared simple 4.2? W/%, nanotubos de carbono de paredes múltiples dopados con litio 20? w/? %, nanotubos de carbono de paredes múltiples dopados con potasio 14? w/? %? efecto de almacenamiento de hidrógeno. El Departamento de Energía de EE. UU. ha establecido un estándar comercial del 6,5 w/%. Es decir, la capacidad de almacenamiento de hidrógeno es de 65 kg/m3, lo que puede proporcionar la energía necesaria para que un vehículo eléctrico recorra 500 kilómetros. Las pilas de combustible se utilizan ampliamente en fuentes de alimentación móviles (teléfonos móviles, ordenadores, etc.), fuentes de alimentación domésticas, centrales eléctricas descentralizadas, robots submarinos, naves espaciales, estaciones espaciales, submarinos (que no dependen del aire para su propulsión) y otros campos.
Introducción a los nanotubos de carbono de pared simple
Los nanotubos de carbono de pared simple tienen excelentes propiedades electrónicas, mecánicas y mecánicas, especialmente para electrones y huecos. Por lo tanto, en 2009, el Comité Internacional de Hoja de Ruta de Semiconductores los identificó como los nuevos materiales para dispositivos más probables para el futuro. La preparación de estructuras y propiedades controlables es la base y la clave para la aplicación de nanotubos de carbono de pared simple. Sin embargo, después de más de 20 años de esfuerzos, todavía no existe una solución posible, lo que se ha convertido en un cuello de botella en el desarrollo de la investigación y las aplicaciones de los nanotubos de carbono.
El grupo de investigación de Li Yan ha estado involucrado en la investigación sobre el crecimiento controlable de nanotubos de carbono de pared simple durante más de diez años, especialmente en la investigación de catalizadores, ha sentado una base sólida y ha formado sus propias características. . Basándose en su profundo conocimiento del rendimiento de los catalizadores de crecimiento de nanotubos de carbono, propusieron una solución para controlar la estructura de los nanotubos de carbono de pared simple utilizando catalizadores de estructura fija. Desarrollaron un catalizador de aleación a base de tungsteno que tiene un punto de fusión muy alto y puede mantener su estructura cristalina y morfología en el entorno de alta temperatura donde crecen los nanotubos de carbono de pared simple. Al mismo tiempo, este tipo de catalizador tiene una estructura única.
Introducción a los nanotubos de carbono de paredes múltiples
¿Son los nanotubos de carbono el sucesor? Otro alótropo de carbono descubierto después del C60 tiene un tamaño radial más pequeño. El diámetro exterior del tubo es generalmente de unos pocos nanómetros a decenas de nanómetros, y el diámetro interior del tubo es incluso más pequeño. ¿1 nanómetro? Aproximadamente; y su longitud es generalmente del nivel de micras y su relación de aspecto es muy grande. 103~106. Por tanto, los nanotubos de carbono se consideran un nanomaterial unidimensional típico. Desde su descubrimiento por el hombre, los nanotubos de carbono se consideran materiales del futuro y se han convertido en los últimos años en una de las áreas de frontera de la ciencia internacional. ¿California? ¿Berkeley? ¿Universidad? ¿Alex? ¿Zetter? ¿Cree el profesor que las perspectivas de solicitud son correctas? Se realizó una comparación exhaustiva de nanotubos de carbono y C60. El C60 se puede resumir en una página, mientras que los nanotubos de carbono ocuparían un libro.
Introducción a los materiales compuestos de nanotubos de carbono
Los "materiales compuestos de nanotubos de carbono" involucran principalmente materiales compuestos de nanotubos de carbono, esforzándose por cubrir una amplia gama de campos de aplicación y ser representativos en el proceso de escritura. Los materiales compuestos de nanotubos de carbono incluyen no sólo diversos materiales compuestos biológicos, materiales estructurales, materiales de absorción de microondas, materiales de pilas de combustible y materiales de revestimiento, sino también materiales de matriz como metales, materiales inorgánicos y poliméricos. Teniendo en cuenta la integridad de la investigación de materiales compuestos, los materiales compuestos de nanotubos de carbono se centran en la preparación, caracterización y aplicación de materiales compuestos de nanotubos de carbono, así como en el rendimiento, la estructura y las características de los nanotubos de carbono, así como en los antecedentes de investigación y la matriz de los nanotubos de carbono. Materiales compuestos. Métodos de preparación y caracterización de materiales, etc. Este libro presenta sistemáticamente nanotubos de carbono, nanotubos de carbono/compuestos de hidroxiapatita, nanotubos de carbono/compuestos de cemento óseo de fosfato de calcio, compuestos de semilla térmica de nanotubos de carbono para tumores apoptóticos, nanotubos de carbono/hierro Los conceptos y propiedades básicos de los materiales absorbentes de microondas de baja frecuencia de oxígeno, carbono compuestos de compuestos intermetálicos reforzados con nanotubos de carbono, materiales compuestos de placa bipolar de grafito y resina fenólica reforzada con nanotubos de carbono, y la preparación de revestimientos y microestructuras de compuestos de nanotubos de carbono/hidroxiapatita. Cada capítulo se esfuerza por ser relativamente independiente e interconectado, y es un todo en términos de contenido.
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