碳纳米管：生产，使用，性质

能源是一个重要的产业，它在人类生活中的重要作用。 一个国家的能源状况取决于许多科学家在行业的工作。 今天，他们正在寻找替代能源。 为了这些目的，他们愿意用任何东西，从阳光和水，用空中力量完成。 这是能够从环境中产生能量的设备，是非常赞赏。

概观

碳纳米管 - 冗长的热轧石墨平面与圆柱形状。 通常情况下，它们的厚度达到几十纳米的长几厘米。 在纳米管的端部形成的球形头，其是富勒烯中的一个组成部分。

有一些类型的碳纳米管：金属和半导体。 主要的区别是当前的电导率。 仅在升高的温度 - 所述第一类型的可在0℃的温度下传导电流，与所述第二。

碳纳米管：性能

大多数现代的趋势，如应用化学或纳米技术，链接到有碳骨架结构的纳米管。 这是什么？ 在这种结构是指大分子，它们是互连的仅由碳原子。 碳纳米管，其基于所述封闭壳形式的特性，受到高度重视。 此外，在形成数据的是圆柱形。 这种管可以通过轧制的石墨片，无论是从一个特定的催化剂生长来制备。 碳纳米管，其画面如下所示，具有不寻常的结构。 他们有不同的形状和大小：单层和多层，直蜿蜒。 尽管纳米管是相当脆弱的，他们是最强的物质。 其结果是，许多研究都发现它们固有性能，如拉伸强度和弯曲强度。 在严重的机械应力的作用下，该元素并不急于和不破，就是能够适应不同的电压。

毒性

作为多个研究的结果，发现，碳纳米管可引起相同的问题石棉纤维，即具有各种恶性肿瘤以及肺癌。 的石棉的不利影响的程度取决于它的纤维的类型和厚度。 因为碳纳米管具有小的重量和尺寸，它们容易与空气一起进入人体。 此外，他们陷入了胸膜，并包括在胸部，并最终引起多种并发症。 科学家进行了一项实验，并加入到小鼠颗粒纳米管的食品。 小直径的产品几乎没有留在体内，但更大 - 挖成胃壁而引起各种疾病。

制备方法

迄今为止，存在用于制造碳纳米管的弧电荷，烧蚀，蒸镀以下的方法。

放电。 的电荷，这与氦燃烧的血浆中（本文中描述的碳纳米管）制备。 这样的方法可以使用特殊的技术设备，为生产富勒烯的情况下进行。 但其他弧模式在这种方法中使用。 例如， 电流密度 减小，并且阴极中使用巨大的厚度。 创建氦的气氛，需要提高这种元件的压力。 喷涂制得的碳纳米管。 他们的数量不断增加，你必须进入石墨棒催化剂。 在大多数情况下，金属的不同基团的混合物。 此外，存在在压力和溅射法的变化。 因此，阴极块，并且其中，形成所述碳纳米管。 成品从阴极垂直上升并收集成捆。 他们有40微米的长度。

Ablyasatsiya。 这种方法是由理查德·斯莫利发明的。 其实质在于这样的事实，不同的汽化石墨表面反应器中，在高温下操作。 碳纳米管通过石墨的在反应器的下部的蒸发形成的。 在冷却和收集它们由一个冷却表面的手段进行。 在第一种情况下，元件的数量等于60％，则在该方法中数字增加了10％。 激光absolyatsii方法的成本是比所有其他更昂贵。 一般地，单壁纳米管，通过改变反应温度来制备。

从气相沉积。 碳气相沉积法在50年代后期被发明。 但是，没有人能预见，借助于它有可能获得碳纳米管。 所以，首先你需要准备的催化剂表面。 因为它可能是各种金属，例如，钴，镍和其它的细颗粒。 碳纳米管开始从催化剂层出现。 其厚度取决于催化金属的尺寸。 的表面被加热至高温，然后有含碳气体的供给。 其中， - ..，甲烷，atsetelen，乙醇等作为进一步的处理气体是氨。 这种生产方法是最常用的纳米管。 这个过程本身发生在各工业企业，使更少的钱是花生产大量管的。 这种方法的另一个优点是，垂直构件可以由用作催化剂的任何金属颗粒而获得。 的（碳纳米管在所有侧面上所述）制备成为可能由于研究芬兰语饭岛，谁在显微镜下观察其外观为碳的合成的结果。

主要类型

碳元素根据层的数量分类。 最简单的一种 - 单壁碳纳米管。 它们中的每一个具有厚度为约1nm，并且它们的长度可以是大得多。 如果我们考虑到结构，产品看起来像用六边形网格石墨包裹。 在其顶点位于碳。 因此，该管具有圆柱形形状，其具有无接缝。 上部封闭由富勒烯分子的盖装置。

下一个视图 - 多壁碳纳米管。 它们由堆叠在圆筒状石墨的若干层。 它们之间的距离保持在0.34以下。 这种类型的结构是使用两种方法进行说明。 在第一，多管 - 几个嵌套的单壁管，看起来像俄罗斯套娃。 在第二个，多壁纳米管是石墨片，其被包裹围绕自身数次，其类似于一个折叠的报纸。

碳纳米管：应用

项目是类纳米材料的全新成员。 如前面提到的，它们具有的胎体结构，其从石墨或金刚石的性质不同。 因此，比其他材料更常用。

由于这样的特性如抗张强度，挠曲强度，导电性，在许多领域中使用：

• 作为添加剂加入到聚合物;
• 催化剂为照明装置，以及平板显示器和手机在电信网络;
• 作为电磁波的吸收体;
• 电力转换;
• 阳极在不同类型的电池;
• 氢的储存;
• 制造传感器和电容器;
• 复合材料的生产和它们的结构和性质的放大。

多年来，碳纳米管，它的使用不局限于某一行业，用于科学研究。 这种材料在市场中处于弱势地位，因为有与大规模生产的问题。 另外重要的一点是碳纳米管的成本高，这大约是120美元，每物质一克。

它们被用作生产许多复合材料，用于制造许多体育用品的基本要素。 另一位业内-avtomobilestroenie。 在本领域中的碳纳米管的官能化被降低到赋予聚合物导电性能。

纳米管的热导率的系数是足够高的，因此它们可以被用作用于各种大量的设备的冷却装置。 此外，他们取得了被连接到探针管帽。

最重要的分支应用领域包括计算机技术。 由于纳米管是特别平板显示器。 有了他们的帮助，你可以显著降低电脑的大小，以及提高其技术性能。 准备好设备会比目前的技术大几倍。 在这些研究的基础上，你可以创建高显像管。

随着时间的推移，管不仅在电子中使用，而且卫生和能源部门。

生产

碳管，生产其中的两种它们之间分布的，均匀分布的。 即，碳纳米管产生比SWNT得多。 第二种做的紧急情况。 各种企业连续生产的碳纳米管。 但是，他们的需求几乎不使用，因为它们的成本太高。

领导生产

目前，在生产碳纳米管的领先地位，占领了亚洲国家 的产能 比在欧洲和美国的其它国家高出3倍。 特别是，生产碳纳米管的从事日本。 但是，其他国家，如韩国和中国，并没有在这个指标承认。

在俄罗斯生产

国内生产的碳纳米管是远远落后于其他国家。 事实上，一切都取决于研究的这一领域的质量。 没有对科学和技术中心在国内的发展分配足够的资金。 很多人不认为纳米技术的发展，因为我不知道如何可以用于工业做。 因此，在新的经济运行线索的过渡是相当困难的。

因此，俄罗斯总统颁布了一项法令，规定了纳米技术的各个领域，包括碳元素的发展。 为了这个目的，一个特殊的发展计划创建于制造自己的技术。 创建公司“纳米技术”，这样的顺序排列的所有点作了,. 其功能被分配由国家预算大量。 她是谁应该控制在碳纳米管的工业应用设计，生产的实施。 量分配给花一些研究机构和实验室的发展，以及帮助加强国内科学家的已有成果。 此外，这些资金将被用于购买高品质的设备生产碳纳米管。 还应该采取那些将保护人类健康设备的护理，因为材料会导致多种疾病的发生。

正如前面提到的，整个问题在于筹集资金。 大多数投资者不愿意投资于研究和发展，特别是很长一段时间。 所有的企业都希望看到利润，但纳米可以去多年。 这就是推动小型和中小型企业的代表。 此外，如果没有公共投资不会完全启动生产的纳米材料。 另一个问题是缺乏法律依据的，因为在业务的各个阶段之间没有中介。 因此，碳纳米管在俄罗斯生产，这是不要求，不仅需要财力，而且精神上的投资。 而俄罗斯联邦是远离亚洲国家正在引领纳米技术的发展。

迄今为止，该行业的发展从事莫斯科，坦波夫，圣彼得堡，新西伯利亚和喀山的各大学的化学部门。 碳纳米管的主要制造商是坚定的“石榴”和坦波夫厂“共青团员”。

正反两方面

在这些优势，我们可以区分碳纳米管的特殊属性。 他们是耐用的材料，这是在机械应力的影响不被破坏。 此外，他们在弯曲和伸展工作。 这是由于框架的封闭结构成为可能。 它们的使用不局限于一个部门。 该管已经在汽车，电子，医药和能源被使用。

巨大的缺点是对人体健康的负面影响。 进入人体的颗粒的纳米管，引起恶性肿瘤和癌症。

一个重要方面是该部门的融资。 很多人不希望投资于科学，因为你需要以盈利为目的大量的时间。 而如果没有一个有效的研究实验室无法纳米技术的发展。

结论

碳纳米管起到创新技术的重大作用。 许多专家预测这个行业的增长在未来几年。 会有在产能显著增加，这将降低产品成本。 随着价格的下降，管将在巨大的需求，将成为许多设备和设备不可替代的材料。

所以，我们发现了什么构成了这些产品。