终于首次实现高强度碳纳米管
超高强度碳纳米管纱由新的增长方式
宗一郎大久保
专家,前沿技术实验室
碳纳米管具有梦幻的属性:比铝轻,20多倍钢的抗拉强度,导电性优于铜。出于这个原因,因为它们的结构是阐明在1991年预计,碳纳米管将被用作下一代电线材料。然而,个人的性能优越纤维(单晶)丢失时制成纱线。因为这个缺点,没有人能够把它推向市场,尽管世界各地的研究人员努力这样做。
我们问钢丝材料发展也采取了一条艰难的道路被视为一个研究主题。感谢我的同事了解这项技术的意义,我的主管和董事接受了挑战,采取逆向设计方法,和所有相关机构合作在我们的联合研究,我们终于取得了实际应用路线图作为电线材料经过15年的研究。现在,我很兴奋前方的未来愿景。
碳纳米管(碳纳米管),是什么呢?
当纳米粒子等过渡金属铁、镍和钴与烃原料在高温下反应吸收二氧化碳(渗碳),多余的碳积累表面的纳米粒子并开始生长,最终形成颗粒直径的管。这是问。一旦金属中碳筋疲力尽,没有发生进一步增长,但是我们可以通过补充维持这种增长碳气体。纳米管获得的常规增长的方法,然而,在他们的应用程序是有限的,因为他们是1厘米的长度最长的,质量是不稳定的。
蜂窝克服弱点的关键在碳纳米管的生长
的主要原因为穷人问纱线的性质是每一个的长度极短纤维(几十微米)和校准的技术困难和组装这些纤维。然而,突破来的很突然。在筑波大学的联合研究项目,条件不小心设定的一个学生发现的几乎完美的碳纳米管排列整齐的狭窄通道和增长到几厘米。这个发现鼓舞了我们尝试前所未有的生产设备利用商用的狭窄通道,便宜的陶瓷蜂窝。我们专有的问钢丝材料从而获得力量,取得了世界纪录14 GPa(基于前实验室数据resin-composited线),甚至超过的碳纤维(7 GPa)。
极有可能用于太空电梯
据说使用碳纤维复合材料在飞机波音787的燃料消耗减少了25%。如果是这样的话,使用我们的碳纳米管,远远强于传统的碳纤维,飞机结构材料,汽车,无人机将进一步提高燃油效率,减少体重。此外,我们正在参与国家项目旨在开发它作为抗冲击材料,想象它的使用作为一个安全组件保护汽车乘客和作为运动员的高性能保护装置。与未来应用在太空电梯进入了我们的视线,我们的碳纳米管有无限的潜力。
相关链接
・”小说在渗碳纳米碳管Bridge-Grown铁基板79号”,SEI技术审查
・“制造高强度碳纳米管包使用铁氧化物co-assisted化学汽相淀积,“应用物理快报115,023106 (2019)。doi: 10.1063/1.5098370
・“力学性能碳纳米管线由浮桥方法,”第80 JSAP秋天2019年会议
・”Fast-Flow-Assisted浮动催化化学气相沉积碳纳米管纤维的直接制造,“NT21,美国莱斯大学
