Kohlenstoff nanoröhren sind koaxiale hohle nahtlose röhrenförmige Strukturen, die durch Einrollen von ein schicht igen oder mehr schicht igen Graphen schichten um die Mitte in einem bestimmten Winkel gebildet werden. Die Rohrwand besteht haupt sächlich aus hexagonalen Kohlenstoff atom gittern.
Nach der Anzahl der Rohrwand schichten, sie sind im Allgemeinen in ein schicht ige Kohlenstoff nanoröhren und mehr schicht ige Kohlenstoff nanoröhren unterteilt:
Einwand ige Kohlenstoff nanoröhren (SWNTs): bestehend aus einer Schicht von Graphen schichten. Der typische Durchmesser und die Länge von einwand igen Rohren betragen 0,75 ~ 3nm bzw. 1 ~ 50 μm.
Mehrwandige Kohlenstoff nanoröhren (MWNTs): Enthält mehrere Schichten von Graphen schichten. Die Form ist wie ein Koaxialkabel. Die Anzahl der Schichten reicht von 2 bis 50, und der Zwischen schicht abstand beträgt 0,34 ± 0,01 nm, was dem Zwischen schicht abstand von Graphit (0,34 nm) entspricht. Der typische Durchmesser und die Länge von mehrwandigen Rohren betragen 2 ~ 30nm bzw. 0,1 ~ 50 μm.
Da Kohlenstoff nanoröhren eine stabilere Struktur als Graphit haben, können sie unter bestimmten Bedingungen gebildet werden.
Kohlenstoff nanoröhren sind runde Röhren, die von Graphit schichten gewickelt werden. Diese Wicklung ändert die Form der p-Elektronen wolke in der Graphit schicht, und diese Änderung hängt mit dem Durchmesser der gebildeten Kohlenstoff nanoröhren zusammen. Je kleiner der Durchmesser ist, desto größer ist die Krümmung und desto größer ist die Änderung der Form der p-Elektronen wolke. Im Gegenteil, je größer der Durchmesser der Kohlenstoff nano röhre ist, desto kleiner ist die Krümmung, desto näher ist die p-Elektronen wolke dem Fall von Graphit, und daher liegen ihre Eigenschaften nahe an Graphit.
Was ist der Mindest durchmesser von Kohlenstoff nanoröhren?
Die Eigenschaften von Kohlenstoff nanoröhren hängen weitgehend vom Durchmesser und der Chiralität ab. Je kleiner der Durchmesser ist, desto größer ist der Unterschied zwischen dem Zustand des Elektrons und sp2 und desto offen sichtlicher ist der Quanten effekt.
Bei Halbleiter-Kohlenstoff nanoröhren ist die Bandspalt breite umgekehrt proportional zum Rohr durchmesser und hat nichts mit Chiralität zu tun.
Kohlenstoff nanoröhren können in einer Vielzahl von Kunststoffen wie PE verwendet werden, PP, PS, ABS, PVC, PA sowie Gummi, Harz und Verbund werkstoffe. Sie können gleichmäßig in der Matrix verteilt werden, was der Matrix aus gezeichnete leitfähige Eigenschaften verleiht.
Weit verbreitet in den folgenden Branchen:
Filme, verschiedene Kunststoff produkte
Anti statische Verpackungen
Verpackungs-, Übertragungs-und Verarbeitung materialien für elektronische Geräte
Leitfähige Gummi walzen, übertragungs riemen, dichtungen
Automobili ndustrie
Stromkabel und Zubehör
Leitfähige Beschichtungen
Filmrollen
Elektro magnetische Abschirmung, Militär felder
Die Menge der hinzugefügten Kohlenstoff nanoröhren beträgt nur ein Drittel bis ein Fünftel der Menge an leitfähigem Ruß, und die gleiche Leitfähig keit kann erreicht werden. Eine übermäßige Zugabe von leitfähigen Füllstoffen führt nicht zu einem Verlust der mechanischen Eigenschaften aus Kunststoff.