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研究人员称,碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍,重量却只有后者的16到17。碳纳米管因而被称“超级纤维”2。
莫斯科大学的研究人员曾将碳纳米管置于1011MPa3的水压下相当于水下10000米深的压强,由于巨大的压力,碳纳米管被压扁。撤去压力后,碳纳米管像弹簧一样立即恢复了形状,表现出良好的韧性。这启示人们可以利用碳纳米管制造轻薄的弹簧,用在汽车、火车上作为减震装置,能够大大减轻重量。此外,碳纳米管的熔点是目前已知材料中最高的。导电性能碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键,由于共轭效应显著,碳纳米管具有一些特殊的电学性质。碳纳米管具有良好的导电性能,由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同,所以具有很好的电学性能。理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当CNTs
f的管径大于6
m时,导电性能下降;当管径小于6
m时,CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。有报道说Hua
g通过计算认为直径为07
m的碳纳米管具有超导性,尽管其超导转变温度只有15×104K,但是预示着碳纳米管在超导领域的应用前景。
常用矢量Ch表示碳纳米管上原子排列的方向,其中Ch
a1ma2,记为
m。a1和a2分别表示两个基矢。
m与碳纳米管的导电性能密切相关。对于一个给定
m的纳米管,如果有2
m3q(q为整数),则这个方向上表现出金属性,是良好的导体,否则表现为半导体。对于
m的方向,碳纳米管表现出良好的导电性,电导率通常可达铜的1万倍。传热性能
碳纳米管具有良好的传热性能,CNTs具有非常大的长径比,因而其沿着长度方向的热交换性能很高,相对的其垂直方向的热交换性能较低,通过合适的取向,碳纳米管可以合成高各向异性的热传导材料。另外,碳纳米管有着较高的热导率,只要在复合材料中掺杂微量的碳纳米管该复合材料的热导率将会可能得到很大的改善。其他性能
碳纳米管还具有光学和储氢等其他良好的性能正是这些优良的性质使得碳纳米管被认为是理想的聚合物复合材料的增强材料。二.纳碳米管的应用及前景1超级电容器
作为电双层电容电极材料,要求材料结晶度高、导电性好、比表面积大微孔大小集中在一定的范围内。而目前一般用多孔炭作电极材料,不但微孔分布宽对存储能量有贡献的孔不到30而且结晶度低、导电性差、导致容量小。碳纳米管比表面积大、结晶度高、导电性好,微孔大小可通过合成工艺加以控制因而是一种理想的电双层电容器电极材料。碳纳米管超级电容器是已知的最大容量r
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