1。1。2。2 电磁性能
碳纳米管轴向的大π键使得碳纳米管的轴向导电性与金属相比也毫不逊色。但在其径向电子的运动阻力很大,以至于碳纳米管同时具有金属和非金属导电的性质。根据碳纳米管的直径和螺旋角度的不同,Saito等人经过理论分析认为大约有三分之一的碳纳米管是金属导电性的,而三分之二是半导体性质的[17]。若在碳纳米管的轴向方向上加一磁场,其会出现Aharinov-Bohm效应(A-B效应),此时是以量子化的磁通量通过碳纳米管的[18]。如此明显的量子特点,意味着碳纳米管可能在量子计算机方面有所应用。此外吸波率高的螺旋状碳纳米管,可以用它制作吸波材料,而且其强度大,质量轻,是很理想的航天材料,目前已将其应用于军事隐形如隐形无人飞机等。
1。1。2。3 光学性能
碳纳米管存在着碳的大π键共轭结构,相较于其他结构的聚合物,由于只有C-C键而没有C-H键,所以不会引起红外吸收,表现出优异的非线性光学性质。此外,碳纳米管光限幅性质不同凡响,产生这个效应的主要原因是非线性散射。除了这个机理外,L。 Vivien等[19]人也提出了光束的热聚焦效应、自聚焦效应也可能是其原因之一。近年来碳纳米管的该性质逐渐成为光限幅材料关注的焦点。文献综述
1。1。2。4 热学性能
碳纳米管长径比极大,在传热方面有着极其独特的性能。碳纳米管的热导率范围较广。由于大π键的存在,其轴向热导率很高,理论上能达到6600W/(m·k);其径向热导率较低,隔热效果好。在碳纳米管的热导率范围内,通过合适的取向制造出高各向异性的热传导材料。此外,掺杂了微量碳纳米管的复合材料,其热导率有着质的变化。
1。1。3 碳纳米管的应用
1。1。3。1 储氢材料
氢气的清洁、廉价以及几乎无限储量的特点,有望替代煤、石油等化石能源成为未来主要能源。不过,由于氢气的易爆特性使得它无法像天然气一样储存使用,存储氢气成了难题。碳纳米管管道结构以及多壁碳纳米管管壁之间的类石墨层空隙,使其成为最有潜力的储氢材料[20]。李弘波[21]通过研究发现15MPa、298K的条件下,SWNTs的储氢量为0。53wt%,而且碳纳米管的储氢能力随着压力的增大而升高,陈易明[22]研究发现经过热处理过的碳纳米管的储氢能力也有一定提升。二十世纪末以来,碳纳米管的储氢研究一直如火如荼地进行着。
1。1。3。2 化学修饰电极
碳纳米管有着十分特殊的电子分布,因此它的导电性质也很特别。碳纳米管电极有利于电子的传递,利用纳米材料对电极表面进行修饰时,除了可将材料本身的物化特性引入电极界面外,同时也会由于纳米材料的小粒径、大比表面积效应和粒子表面带较多的功能基团而对某些物质的电化学行为产生特有的催化效应[23]。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-
1。1。3。3 液相吸附剂
碳纳米管管壁之间的孔隙很多,且具有毛细管效应,因此可以当吸附剂使用。清华大学的李延辉等将碳纳米管加入到含铅离子的水中,发现铅离子可以被CNTs吸附,但溶液的pH值制约CNTs的吸附效果[24]。曾超[25]发现氧化铁与碳纳米管的复合材料在常温下对Sb3+的去除率可达99。97%,溶液pH对吸附效果几乎无影响。
1。1。3。4 显微镜探针
碳纳米管出众的力学性能在显微镜领域大显身手。普通的扫描探针显微镜(SPM)的探针(Si3N4或Si),针尖为金字塔形,其探测深度和分辨率相对于纳米级尺寸的碳纳米管制成的探针,只能是望其项背。此外,碳纳米管韧性好,探测生物表面既不会损坏样品,又能得到较高分辨率的照片[26],在生物研究领域大显身手。