细毡纳米管

细毡纳米管

重量轻,导电性强,比钢更稳定:由于其独特的性能,碳纳米管将是许多应用的理想选择,从超轻量电池到高性能塑料,一直到医用植入物。然而,迄今为止,科学界和工业界很难将纳米级的非凡特性转移到功能性工业应用中。碳纳米管既不能与其他材料充分结合,也不能结合在一起,从而失去它们的有益性能。在基尔大学从功能性纳米材料工作组的科学家(CAU)和特伦托大学已经开发出一种替代方法,以微小管可以与其他材料结合,使他们保留自己的特性。因此,他们“感觉”像线管进入一个稳定的三维网络,能够承受极端的力量。这项研究成果现已发表在著名的《自然通讯》杂志上;

A Difficult Candidate 

工业与科学已深入研究明显小于一百纳米宽的碳纳米管(碳纳米管、碳纳米管),为了充分利用轧制石墨烯的特殊性能。然而,理论上仍然存在很多问题。”虽然碳纳米管是灵活的像纤维束,也是变化非常敏感,”Rainer Adelung教授解释说,在中国的功能性纳米材料工作组组长。”先前尝试将它们与其他材料进行化学连接,它们的分子结构也发生了变化。然而,这使得它们的属性急剧恶化;

相比之下,从Kiel和Trento的研究团队的方法是基于一个简单的湿化学渗透过程。碳纳米管与水混合并滴入氧化锌制成的多孔陶瓷材料中,它像海绵一样吸收液体。滴线状碳纳米管附着在陶瓷支架上,并自动形成一个稳定的层,类似于毛毡。陶瓷脚手架上涂有碳纳米管,可以这么说。这对于支架和纳米管的涂层都有着迷人的效果;

360°视频说明了碳纳米管网络是如何创建的;

多孔陶瓷是在高温下产生的,如图中所示,四个细小的颗粒结合在一起,形成细小的雪花,形成一个闭合但很轻的雪毯。相互连接的粒子被一个碳管网(代表一个透明的壳)包裹,然后蚀刻出来。

这个多媒体仿真科学工作从PF组Rainer Adelung教授,“纳米功能材料”在基尔大学,是作为一个合作项目的一部分之间的基尔科普校园,在中心üR F文化和wissenschaftskommunikation的mediadome发达(文化和科学传播中心ZKW)基尔应用科学大学。 

遵循竹建筑原理;

一方面,陶瓷支架的稳定性大大增加,可以承受100000倍的重量。随着碳纳米管涂层,陶瓷材料可以容纳约7.5公斤,没有了它,只需50克-如果我们把它装上紧身套衫由碳纳米管制成,提供机械支撑,”第一作者Fabian总结学校üTT。”材料的压力被CNT毡的拉伸强度所吸收。压缩力被转化成拉力;

这一原则与竹子建筑相当,例如在亚洲广泛使用的竹子。在这里,竹子的茎被紧紧地绑在一根简单的绳子上,轻的材料可以形成非常稳定的脚手架,甚至整个建筑。我们也在与CNT纳米尺度的线程,总结自己在陶瓷材料不仅多,小得多,”Helge Kr说üGER,出版物的作者。 

用微型碳管制造高性能塑料;

材料科学家们能够证明他们的过程的另一个主要优势。在第二步中,他们通过化学蚀刻工艺溶解了陶瓷支架。剩下的就是一个很好的三维网络管,每一个由一个微小的碳纳米管管组成。这样,研究人员就可以大大增加毡的表面,从而创造更多的反应机会。我们基本上把整个沙滩排球场表面成一立方厘米,解释说:”学校üTT。三维结构中的巨大中空空间可以用聚合物填充。因此,碳纳米管可以与塑料机械连接,而不需要其分子结构,因此它们的性质也在改变。我们可以具体安排碳纳米管和制备导电复合材料。这样做只需要碳纳米管通常数量的一小部分,为了达到同样的导电性,说:”学校üTT  

许多应用程序的简单程序;

应用范围从电池和过滤技术,作为填充材料的导电塑料,植入再生医学,直接通过传感器和电子元件在纳米尺度上。耐撕裂材料的良好导电性在未来也可能是有趣的灵活的电子应用,在功能性服装或在医疗技术领域,例如。创建一个塑料,例如,刺激骨骼或心脏细胞生长是可能的,”Adelung说。由于它的简单性,科学家们同意这一过程也可以转移到其他纳米材料构成的网络结构中,这将进一步扩大可能的应用范围。

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