Εισαγωγή νανοϋλικών άνθρακα

Για πολύ καιρό, οι άνθρωποι γνωρίζουν μόνο ότι υπάρχουν τρεις αλλοτροπές άνθρακα: διαμάντι, γραφίτης και άμορφος άνθρακας. Ωστόσο, τις τελευταίες τρεις δεκαετίες, από τα μηδενικά διαστάσεων φουλερένια, μονοδιάστατους νανοσωλήνες άνθρακα, έως δισδιάστατο γραφένιο, συνεχώς ανακαλύπτεται, νέα νανοϋλικά άνθρακα συνεχίζουν να προσελκύουν την προσοχή του κόσμου. Τα νανοϋλικά άνθρακα μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με το βαθμό περιορισμού της νανοκλίμακας στις χωρικές τους διαστάσεις: μηδενικά, μονοδιάστατα και δισδιάστατα νανοϋλικά άνθρακα.
Τα 0-διαστάσεων νανοϋλικά αναφέρονται σε υλικά που βρίσκονται στην κλίμακα νανομέτρων σε τρισδιάστατο χώρο, όπως νανοσωματίδια, ατομικά σμήνη και κβαντικές κουκίδες. Συνήθως αποτελούνται από μικρό αριθμό ατόμων και μορίων. Υπάρχουν πολλά μη-διαστατικά νανο-υλικά άνθρακα, όπως αιθάλη, νανο-διαμάντι, νανο-φουλλερένιο C60, επικαλυμμένα με άνθρακα σωματίδια νανο-μετάλλου.

Carbon nanomaterial

Μόλις ανακαλύφθηκε το C60, οι χημικοί άρχισαν να διερευνούν τη δυνατότητα εφαρμογής τους στον καταλύτη. Προς το παρόν, τα φουλλερένια και τα παράγωγά τους στον τομέα των καταλυτικών υλικών περιλαμβάνουν κυρίως τις ακόλουθες τρεις πτυχές:

(1) φουλλερένια απευθείας ως καταλύτης ·

(2) φουλλερένια και τα παράγωγά τους ως ομοιογενής καταλύτης ·

(3) Εφαρμογή των φουλλερενών και των παραγώγων τους σε ετερογενείς καταλύτες.
Τα σωματίδια νανο-μετάλλου με επικάλυψη άνθρακα είναι ένας νέος τύπος σύνθετου νανο-άνθρακα-μετάλλου μηδενικής διάστασης. Λόγω του περιορισμού του κελύφους άνθρακα και του προστατευτικού αποτελέσματος, τα μεταλλικά σωματίδια μπορούν να περιοριστούν σε ένα μικρό χώρο και τα μεταλλικά νανοσωματίδια επικαλυμμένα σε αυτά μπορούν να υπάρχουν σταθερά υπό την επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος. Αυτός ο νέος τύπος μηδενικών διαστάσεων νανοϋλικών άνθρακα-μετάλλου έχει μοναδικές οπτοηλεκτρονικές ιδιότητες και έχει ένα πολύ ευρύ φάσμα εφαρμογών σε ιατρικά, μαγνητικά υλικά καταγραφής, ηλεκτρομαγνητικά υλικά θωράκισης, υλικά ηλεκτροδίων μπαταρίας λιθίου και καταλυτικά υλικά.
Τα μονοδιάστατα νανοϋλικά άνθρακα σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια κινούνται ελεύθερα μόνο σε μία κατεύθυνση χωρίς νανοκλίμακα και η κίνηση είναι γραμμική. Τυπικοί αντιπρόσωποι μονοδιάστατων υλικών άνθρακα είναι οι νανοσωλήνες άνθρακα, οι νανοΐνες άνθρακα και παρόμοια. Η διαφορά μεταξύ των δύο μπορεί να βασίζεται στη διάμετρο του υλικού που πρέπει να γίνει διάκριση, μπορεί επίσης να βασίζεται στον βαθμό γραφειοποίησης του προς προσδιορισμό υλικού. Σύμφωνα με τη διάμετρο του υλικού σημαίνει ότι: η διάμετρος D κάτω από 50nm, η εσωτερική κοίλη δομή αναφέρεται συνήθως ως νανοσωλήνες άνθρακα και η διάμετρος στην περιοχή 50-200nm, κυρίως από το φύλλο γραφίτη πολλαπλών στρωμάτων κατσαρωμένο, με καμία προφανής κοίλη δομή αναφέρεται συχνά ως νανοΐνες άνθρακα.

Σύμφωνα με τον βαθμό γραφειοποίησης του υλικού, ο ορισμός αναφέρεται στη γραφειοποίηση είναι καλύτερος, ο προσανατολισμός του φύλλου γραφίτη προσανατολισμένος παράλληλα με τον άξονα του σωλήνα ονομάζεται νανοσωλήνες άνθρακα, ενώ ο βαθμός γραφειοποίησης είναι χαμηλός ή καθόλου δομή γραφειοποίησης, Η διάταξη Τα φύλλα γραφίτη είναι αποδιοργανωμένα, το υλικό με κοίλη δομή στη μέση και ακόμη και οι πολυστοιχισμένοι νανοσωλήνες άνθρακα χωρίζονται σε νανοΐνες άνθρακα. Φυσικά, η διάκριση μεταξύ νανοσωλήνων άνθρακα και νανοϊνών άνθρακα δεν είναι προφανής σε διάφορα έγγραφα.

Κατά τη γνώμη μας, ανεξάρτητα από το βαθμό γραφειοποίησης των νανοϋλικών άνθρακα, διακρίνουμε μεταξύ νανοσωλήνων άνθρακα και νανοϊνών άνθρακα με βάση την παρουσία ή την απουσία μιας κοίλης δομής. Δηλαδή, τα μονοδιάστατα νανοϋλικά άνθρακα που ορίζουν μια κοίλη δομή είναι νανοσωλήνες άνθρακα που δεν έχουν κοίλη δομή Ή η κοίλη δομή δεν είναι προφανής μονοδιάστατη νανοϋλικά άνθρακα νανοϋλικών άνθρακα.
Δισδιάστατα νανοϋλικά άνθρακα: Το Graphene είναι ένας εκπρόσωπος των δισδιάστατων νανοϋλικών άνθρακα. Τα δισδιάστατα λειτουργικά υλικά που αντιπροσωπεύονται από το γραφένιο ήταν πολύ ζεστά τα τελευταία χρόνια. Αυτό το αστρικό υλικό παρουσιάζει εκπληκτικές μοναδικές ιδιότητες στη μηχανική, τον ηλεκτρισμό, τη θερμότητα και τον μαγνητισμό. Δομικά, το γραφένιο είναι η βασική μονάδα που αποτελείται από άλλα υλικά άνθρακα: στρεβλώνει έως μηδενικές διαστάσεις φουλερένια, κυρτώνεται σε μονοδιάστατους νανοσωλήνες άνθρακα και στοιβάζεται σε τρισδιάστατο γραφίτη.
Συνοπτικά, τα νανοϋλικά άνθρακα υπήρξαν ανέκαθεν ένα καυτό θέμα στη νανοεπιστήμη και την έρευνα τεχνολογίας και έχουν σημειώσει σημαντική ερευνητική πρόοδο. Λόγω της μοναδικής δομής τους και των εξαιρετικών φυσικών και χημικών ιδιοτήτων τους, τα νανοϋλικά άνθρακα χρησιμοποιούνται ευρέως σε υλικά μπαταριών ιόντων λιθίου, οπτοηλεκτρονικά υλικά, φορείς καταλύτη, χημικούς και βιολογικούς αισθητήρες, υλικά αποθήκευσης υδρογόνου και υλικά υπερκυκνωμάτων και άλλες πτυχές που προκαλούν ανησυχία.

Η China Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd - ο πρόδρομος της εκβιομηχάνισης υλικών νανο-άνθρακα, είναι ο πρώτος εγχώριος κατασκευαστής νανοσωλήνων άνθρακα και άλλων υλικών νανο-άνθρακα για βιομηχανική παραγωγή και εφαρμογή κορυφαίας ποιότητας στον κόσμο, παραγωγή νανο- υλικά άνθρακα έχουν εξαχθεί σε όλο τον κόσμο, η απάντηση είναι καλή. Με βάση την εθνική αναπτυξιακή στρατηγική και την αρθρωτή διαχείριση, το Hongwu Nano συμμορφώνεται με προσανατολισμένο στην αγορά, με γνώμονα την τεχνολογία, για να ανταποκριθεί στις εύλογες απαιτήσεις των πελατών ως αποστολή του και να κάνει αδιάλειπτες προσπάθειες για να ενισχύσει τη δύναμη της μεταποιητικής βιομηχανίας της Κίνας.

 


Ώρα μετά: 13 Ιουλ -2020