1. 碳纳米管有几种?
碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成,因此按照石墨烯片的层数可分为:单壁碳纳米管(或称单层碳纳米管,Single-walled Carbon nanotubes, SWCNTs)和多壁碳纳米管(或多层碳纳米管,Multi-walled Carbon nanotubes, MWCNTs),多壁管在开始形成的时候,层与层之间很容易成为陷阱中心而捕获各种缺陷,因而多壁管的管壁上通常布满小洞样的缺陷。与多壁管相比,单壁管直径大小的分布范围小,缺陷少,具有更高的均匀一致性。单壁管典型直径在0.6-2nm,多壁管最内层可达0.4nm,最粗可达数百纳米,但典型管径为2-100nm。碳纳米管依其结构特征可以分为三种类型:扶手椅形纳米管(armchair form),锯齿形纳米管(zigzag form)和手性纳米管(chiral form)。碳纳米管的手性指数(n,m)与其螺旋度和电学性能等有直接关系,习惯上n>=m。当n=m时,碳纳米管称为扶手椅形纳米管,手性角(螺旋角)为30o;当n>m=0时,碳纳米管称为锯齿形纳米管,手性角(螺旋角)为0o;当n>m≠0时,将其称为手性碳纳米管。根据碳纳米管的导电性质可以将其分为金属型碳纳米管和半导体型碳纳米管:当n-m=3k(k为整数)时,碳纳米管为金属型;当n-m=3k±1,碳纳米管为半导体型。按照是否含有管壁缺陷可以分为:完善碳纳米管和含缺陷碳纳米管。按照外形的均匀性和整体形态,可分为:直管型,碳纳米管束,Y型,蛇型等。关于管壁缺陷对碳纳米管力学性质的影响规律也值得引起关注,这也将有助于进一步认识碳纳米管及其复合材料。由于碳纳米管制造工艺的限制,碳纳米管中含有大量的各种缺陷,如原子空位缺陷(单原子或多原子空位)和Stone-Thrower-Wales (STW)型缺陷等。见下图。
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2. 碳纳米管有哪些性能?
日前,中国的一个研究小组首次利用碳纳米管研制出了新一代的显示器,这标志着中国在碳纳米管应用技术上取得了重要的突破,并跻身于碳纳米管场发射研究领域的世界先进行列,为通用平板显示器的研发开辟了新的捷径。
碳纳米管显示器,在普通电压的驱动下,1厘米见方的硅片上排列有序的上亿个碳纳米管立刻源源不断的发射出电子,在电子的“轰击”作用下,显示屏上就出现了清晰可见的图像。这种显示器可以连续无故障运行1600个小时,显示的质量和性能也不会出现任何的衰减。
和传统的显示器相比,这种碳纳米管显示器不仅体积小、省电,重量又非常的轻,显示的质量也很好,而且响应的时间仅为几微秒,它从零下45℃到零上85℃都能正常的工作,因此,它拥有非常广阔的潜在市场前景。
世界上某知名的电器生产厂家利用碳纳米管显示器的原理,研制出了碳纳米管有源矩阵彩色电泳显示器,该电子纸显示器为14.3英寸,相比传统的显示器,这种显示器有多种优势。EPD不需要背光,只需要非常小的电能以及可见光的照射即可,此外,图像可以在EPD上保留,不需要持续不断的刷新屏幕,与其说是显示器,倒不如说是电子报纸。EPD将不会仅限制于电子纸设备,还可以用于手机及其他移动设备。
研究人员通过研究两级结构丝网印刷碳纳米管显示器引线电极的线性分压问题,发现了电极的线性电阻,会导致不同像素点间存在0.2%的电场偏差,引起8位元(256级)灰度显示中的24级灰度被淹没。为解决电极引线引起的灰度图像显示失真的问题,研究人员提出了一种CNT-FED电极的改造方法。他们通过改进屏内部引线电极和增加阴极反馈电阻,使像素点间的等效电阻值偏差从总电阻值的0.2%减小到0.0003%,并且抑制了发射电流的波动、增加了像素点的过流保护。通过计算和仿真结果的显示,新电极消除了256级灰度显示的失真,并且有效地提高了CNT-FED的发光均匀性。
多年前,科学家发现了“超级纤维”碳纳米管,近年来,科学家又发现,碳纳米管拥有非常好的场发射性能,希望可以代替其它的材料,成为比较理想的场发射显示器阴极材料,从而缩短碳纳米管和普通老百姓的距离。
利用碳纳米管拥有非常好的场发射性能,一些国外的专家先后研制出了具有初步显示功能的实验品。但是因为碳纳米管是需要移植的,很难保持方向上的一致性,所以,其场发射性能被大打折扣。
近年来,中国在“超级纤维”领域方面的实力也是相当强的,科学家也是在不断的开展相关的研究,并且有了突破性的进展。国内一所大学的研究小组,采用新的技术途径,引导碳纳米管有序、定向的生长在导电的硅片衬底上,并且进一步的研制出了功能完备的场发射像素管,它的纯度高,有序性好,场发射性能也提高了许多。他们为碳纳米管平板显示器的实用化进程,做出了独特的贡献。
随着人们对碳纳米管进行批量的生产,所配的浆料可涂到各种形状的基底上,为大规模的生产节能灯,以及场发射显示器打下了一定的基础。激光打标机也可以实现任意形状线条的雕刻,将为显示器像素的制作提供有力的技术支撑。更重要的一点是,由于三电极平面型场发射显示器的原理性验证成功,使显示器的制作工艺有了很大的简化,并且很容易就能实现大面积化。
碳纳米管还可以制作成性能极好的微细探针、导线、加强材料,以及理想的储氢材料等。它使壁挂电视成为了可能,并且在将来可能替代硅芯片的纳米芯片中扮演极其重要的角色,从而引发计算机行业的技术革新。
碳纳米材料近年来一直处于国际科学技术研究的前沿领域。碳纳米管显示器的问世,必将给人类带来电子技术领域新的一轮革命。
3. 碳纳米管有哪几种类型?
碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成,因此按照石墨烯片的层数可分为:单壁碳纳米管(或称单层碳纳米管,Single-walled Carbon nanotubes, SWCNTs)和多壁碳纳米管(或多层碳纳米管,Multi-walled Carbon nanotubes, MWCNTs),多壁管在开始形成的时候,层与层之间很容易成为陷阱中心而捕获各种缺陷,因而多壁管的管壁上通常布满小洞样的缺陷。与多壁管相比,单壁管直径大小的分布范围小,缺陷少,具有更高的均匀一致性。单壁管典型直径在0.6-2nm,多壁管最内层可达0.4nm,最粗可达数百纳米,但典型管径为2-100nm。碳纳米管依其结构特征可以分为三种类型:扶手椅形纳米管(armchair form),锯齿形纳米管(zigzag form)和手性纳米管(chiral form)。碳纳米管的手性指数(n,m)与其螺旋度和电学性能等有直接关系,习惯上n>=m。当n=m时,碳纳米管称为扶手椅形纳米管,手性角(螺旋角)为30o;当n>m=0时,碳纳米管称为锯齿形纳米管,手性角(螺旋角)为0o;当n>m≠0时,将其称为手性碳纳米管。根据碳纳米管的导电性质可以将其分为金属型碳纳米管和半导体型碳纳米管:当n-m=3k(k为整数)时,碳纳米管为金属型;当n-m=3k±1,碳纳米管为半导体型。按照是否含有管壁缺陷可以分为:完善碳纳米管和含缺陷碳纳米管。按照外形的均匀性和整体形态,可分为:直管型,碳纳米管束,Y型,蛇型等。关于管壁缺陷对碳纳米管力学性质的影响规律也值得引起关注,这也将有助于进一步认识碳纳米管及其复合材料。由于碳纳米管制造工艺的限制,碳纳米管中含有大量的各种缺陷,如原子空位缺陷(单原子或多原子空位)和Stone-Thrower-Wales (STW)型缺陷等。见下图。
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4. 什么是碳纳米管?
5. 什么是碳纳米管?
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6. 什么是碳纳米管?
碳纳米管,是一个十分新鲜的名词。碳,你是熟悉的,做铅笔芯的石墨就是碳,很纯的碳。碳纳米管,是指用碳做成的细管,这种管子很细很细,细到不能用普通的尺子来度量,必须使用精确到纳米的尺子。
碳纳米管是靠纳米技术制造出来的新材料,它的特点是基本颗粒特别细微。我们现在使用的常规材料的基本颗粒,看起来很细,实际上很粗。说细,也许它的直径可以细到几毫米几微米;说粗,是说它含几十亿个原子。而纳米技术生产的材料,颗粒非常细微,只含几十个到几万个原子。
7. 什么是碳纳米管?
碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料。
碳纳米管,又名巴基管,是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸为微米量级,管子两端基本上都封口)的一维量子材料。
碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离,约0.34nm,直径一般为2~20 nm。
并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性,而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。
结构特征:
碳纳米管中碳原子以sp2杂化为主,同时六角型网格结构存在一定程度的弯曲,形成空间拓扑结构,其中可形成一定的sp3杂化键,即形成的化学键同时具有sp2和sp3混合杂化状态。
而这些p 轨道彼此交叠在碳纳米管石墨烯片层外形成高度离域化的大π 键,碳纳米管外表面的大π 键是碳纳米管与一些具有共轭性能的大分子以非共价键复合的化学基础。
以上内容参考 百度百科—碳纳米管
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8. 什么是碳纳米管?
碳纳米管,又名巴基管,是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸为微米量级,管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离,约0.34nm,直径一般为2~20 nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性,而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性
碳纳米管作为一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来