碳纳米管发展及研究前景碳纳米管,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。层与层之间保持着固定的距离,约0。5nm,直径一般为2-20nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。碳纳米管的特性为重量轻,六边形结构连接完美,具有许多优异的力学、电学和化学性能。84696
1985年,“足球”结构的C60一经发现就吸引了全世界的关注,KrotoH。W。、SmalleyR。E。、和CurlR。F。亦因共同发现C60并且确认和证实其结构而获得了1996年诺贝尔化学奖。
1991年,日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时,意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子,这就是现在被称作的“Carbonnanotube”,即碳纳米管。论文网
1993年,S。Lijima等和D。S。Bethune等同时报道了采用电弧法,在石墨电极中添加一定的催化剂,可以得到仅具有一层管壁的碳纳米管,这即是单壁碳纳米管。
1997年,A。C。Dillon等研究报道了单壁碳纳米管的中空管可储存和稳定氢分子,引起社会广泛关注。相关的实验研究和理论计算也相继开展。据推测,单壁碳纳米管的储氢量可达10%(质量比)。
此外,碳纳米管还可以用来储存甲烷等其他气体。碳纳米管作为新型材料,有许多发展潜力。如碳纳米管能制成透明导电的薄膜,用以代替ITO(氧化铟锡)作为触摸屏的材料。美国斯坦福大学的工程师在新一代电子设备领域取得突破性进展,首次采用碳纳米管建造出计算机原型,比基于硅芯片模式的计算机更小、更快且更节能。碳纳米管触摸屏于2007-2008年间首次成功被开发出来,并由天津富纳源创公司于2011年将其产业化,至今已有多款智能型手机上使用碳纳米管材料制成的触摸屏。并且,在碳纳米管的内部可以填充金属、氧化物等物质,如此碳纳米管可以作为模具,首先用金属等物质灌满碳纳米管,再把碳层腐蚀掉,就可以制备出精细的纳米尺度的导线,或者全新的一维材料,为未来的分子电子学器件和纳米电子学器件的制备提供了可能。