碳納米管：生產，使用，性質

能源是一個重要的產業，它在人類生活中的重要作用。 一個國家的能源狀況取決於許多科學家在行業的工作。 今天，他們正在尋找替代能源。 為了這些目的，他們願意用任何東西，從陽光和水，用空中力量完成。 這是能夠從環境中產生能量的設備，是非常讚賞。

概觀

碳納米管 - 冗長的熱軋石墨平面與圓柱形狀。 通常情況下，它們的厚度達到幾十納米的長幾厘米。 在納米管的端部形成的球形頭，其是富勒烯中的一個組成部分。

有一些類型的碳納米管：金屬和半導體。 主要的區別是當前的電導率。 僅在升高的溫度 - 所述第一類型的可在0℃的溫度下傳導電流，與所述第二。

碳納米管：性能

大多數現代的趨勢，如應用化學或納米技術，鏈接到有碳骨架結構的納米管。 這是什麼？ 在這種結構是指大分子，它們是互連的僅由碳原子。 碳納米管，其基於所述封閉殼形式的特性，受到高度重視。 此外，在形成數據的是圓柱形。 這種管可以通過軋製的石墨片，無論是從一個特定的催化劑生長來製備。 碳納米管，其畫面如下所示，具有不尋常的結構。 他們有不同的形狀和大小：單層和多層，直蜿蜒。 儘管納米管是相當脆弱的，他們是最強的物質。 其結果是，許多研究都發現它們固有性能，如拉伸強度和彎曲強度。 在嚴重的機械應力的作用下，該元素並不急於和不破，就是能夠適應不同的電壓。

毒性

作為多個研究的結果，發現，碳納米管可引起相同的問題石棉纖維，即具有各種惡性腫瘤以及肺癌。 的石棉的不利影響的程度取決於它的纖維的類型和厚度。 因為碳納米管具有小的重量和尺寸，它們容易與空氣一起進入人體。 此外，他們陷入了胸膜，並包括在胸部，並最終引起多種並發症。 科學家進行了一項實驗，並加入到小鼠顆粒納米管的食品。 小直徑的產品幾乎沒有留在體內，但更大 - 挖成胃壁而引起各種疾病。

製備方法

迄今為止，存在用於製造碳納米管的弧電荷，燒蝕，蒸鍍以下的方法。

放電。 的電荷，這與氦燃燒的血漿中（本文中描述的碳納米管）製備。 這樣的方法可以使用特殊的技術設備，為生產富勒烯的情況下進行。 但其他弧模式在這種方法中使用。 例如， 電流密度 減小，並且陰極中使用巨大的厚度。 創建氦的氣氛，需要提高這種元件的壓力。 噴塗制得的碳納米管。 他們的數量不斷增加，你必須進入石墨棒催化劑。 在大多數情況下，金屬的不同基團的混合物。 此外，存在在壓力和濺射法的變化。 因此，陰極塊，並且其中，形成所述碳納米管。 成品從陰極垂直上升並收集成捆。 他們有40微米的長度。

Ablyasatsiya。 這種方法是由理查德·斯莫利發明的。 其實質在於這樣的事實，不同的汽化石墨表面反應器中，在高溫下操作。 碳納米管通過石墨的在反應器的下部的蒸發形成的。 在冷卻和收集它們由一個冷卻表面的手段進行。 在第一種情況下，元件的數量等於60％，則在該方法中數字增加了10％。 激光absolyatsii方法的成本是比所有其他更昂貴。 一般地，單壁納米管，通過改變反應溫度來製備。

從氣相沉積。 碳氣相沉積法在50年代後期被發明。 但是，沒有人能預見，借助於它有可能獲得碳納米管。 所以，首先你需要準備的催化劑表面。 因為它可能是各種金屬，例如，鈷，鎳和其它的細顆粒。 碳納米管開始從催化劑層出現。 其厚度取決於催化金屬的尺寸。 的表面被加熱至高溫，然後有含碳氣體的供給。 其中， - ..，甲烷，atsetelen，乙醇等作為進一步的處理氣體是氨。 這種生產方法是最常用的納米管。 這個過程本身發生在各工業企業，使更少的錢是花生產大量管的。 這種方法的另一個優點是，垂直構件可以由用作催化劑的任何金屬顆粒而獲得。 的（碳納米管在所有側面上所述）製備成為可能由於研究芬蘭語飯島，誰在顯微鏡下觀察其外觀為碳的合成的結果。

主要類型

碳元素根據層的數量分類。 最簡單的一種 - 單壁碳納米管。 它們中的每一個具有厚度為約1nm，並且它們的長度可以是大得多。 如果我們考慮到結構，產品看起來像用六邊形網格石墨包裹。 在其頂點位於碳。 因此，該管具有圓柱形形狀，其具有無接縫。 上部封閉由富勒烯分子的蓋裝置。

下一個視圖 - 多壁碳納米管。 它們由堆疊在圓筒狀石墨的若干層。 它們之間的距離保持在0.34以下。 這種類型的結構是使用兩種方法進行說明。 在第一，多管 - 幾個嵌套的單壁管，看起來像俄羅斯套娃。 在第二個，多壁納米管是石墨片，其被包裹圍繞自身數次，其類似於一個折疊的報紙。

碳納米管：應用

項目是類納米材料的全新成員。 如前面提到的，它們具有的胎體結構，其從石墨或金剛石的性質不同。 因此，比其他材料更常用。

由於這樣的特性如抗張強度，撓曲強度，導電性，在許多領域中使用：

• 作為添加劑加入到聚合物;
• 催化劑為照明裝置，以及平板顯示器和手機在電信網絡;
• 作為電磁波的吸收體;
• 電力轉換;
• 陽極在不同類型的電池;
• 氫的儲存;
• 製造傳感器和電容器;
• 複合材料的生產和它們的結構和性質的放大。

多年來，碳納米管，它的使用不局限於某一行業，用於科學研究。 這種材料在市場中處於弱勢地位，因為有與大規模生產的問題。 另外重要的一點是碳納米管的成本高，這大約是120美元，每物質一克。

它們被用作生產許多複合材料，用於製造許多體育用品的基本要素。 另一位業內-avtomobilestroenie。 在本領域中的碳納米管的官能化被降低到賦予聚合物導電性能。

納米管的熱導率的係數是足夠高的，因此它們可以被用作用於各種大量的設備的冷卻裝置。 此外，他們取得了被連接到探針管帽。

最重要的分支應用領域包括計算機技術。 由於納米管是特別平板顯示器。 有了他們的幫助，你可以顯著降低電腦的大小，以及提高其技術性能。 準備好設備會比目前的技術大幾倍。 在這些研究的基礎上，你可以創建高顯像管。

隨著時間的推移，管不僅在電子中使用，而且衛生和能源部門。

生產

碳管，生產其中的兩種它們之間分佈的，均勻分佈的。 即，碳納米管產生比SWNT得多。 第二種做的緊急情況。 各種企業連續生產的碳納米管。 但是，他們的需求幾乎不使用，因為它們的成本太高。

領導生產

目前，在生產碳納米管的領先地位，佔領了亞洲國家 的產能 比在歐洲和美國的其它國家高出3倍。 特別是，生產碳納米管的從事日本。 但是，其他國家，如韓國和中國，並沒有在這個指標承認。

在俄羅斯生產

國內生產的碳納米管是遠遠落後於其他國家。 事實上，一切都取決於研究的這一領域的質量。 沒有對科學和技術中心在國內的發展分配足夠的資金。 很多人不認為納米技術的發展，因為我不知道如何可以用於工業做。 因此，在新的經濟運行線索的過渡是相當困難的。

因此，俄羅斯總統頒布了一項法令，規定了納米技術的各個領域，包括碳元素的發展。 為了這個目的，一個特殊的發展計劃創建於製造自己的技術。 創建公司“納米技術”，這樣的順序排列的所有點作了,. 其功能被分配由國家預算大量。 她是誰應該控制在碳納米管的工業應用設計，生產的實施。 量分配給花一些研究機構和實驗室的發展，以及幫助加強國內科學家的已有成果。 此外，這些資金將被用於購買高品質的設備生產碳納米管。 還應該採取那些將保護人類健康設備的護理，因為材料會導致多種疾病的發生。

正如前面提到的，整個問題在於籌集資金。 大多數投資者不願意投資於研究和發展，特別是很長一段時間。 所有的企業都希望看到利潤，但納米可以去多年。 這就是推動小型和中小型企業的代表。 此外，如果沒有公共投資不會完全啟動生產的納米材料。 另一個問題是缺乏法律依據的，因為在業務的各個階段之間沒有中介。 因此，碳納米管在俄羅斯生產，這是不要求，不僅需要財力，而且精神上的投資。 而俄羅斯聯邦是遠離亞洲國家正在引領納米技術的發展。

迄今為止，該行業的發展從事莫斯科，坦波夫，聖彼得堡，新西伯利亞和喀山的各大學的化學部門。 碳納米管的主要製造商是堅定的“石榴”和坦波夫廠“共青團員”。

正反兩方面

在這些優勢，我們可以區分碳納米管的特殊屬性。 他們是耐用的材料，這是在機械應力的影響不被破壞。 此外，他們在彎曲和伸展工作。 這是由於框架的封閉結構成為可能。 它們的使用不局限於一個部門。 該管已經在汽車，電子，醫藥和能源被使用。

巨大的缺點是對人體健康的負面影響。 進入人體的顆粒的納米管，引起惡性腫瘤和癌症。

一個重要方面是該部門的融資。 很多人不希望投資於科學，因為你需要以盈利為目的大量的時間。 而如果沒有一個有效的研究實驗室無法納米技術的發展。

結論

碳納米管起到創新技術的重大作用。 許多專家預測這個行業的增長在未來幾年。 會有在產能顯著增加，這將降低產品成本。 隨著價格的下降，管將在巨大的需求，將成為許多設備和設備不可替代的材料。

所以，我們發現了什麼構成了這些產品。