1. Is-saħħa hija 100 Darba dik tal-Azzar, Densità Biss 1/6 - Re Mechanical
In-nanotubi tal-karbonju huma wieħed mill-aqwa materjali ta 'prestazzjoni mekkanika li qatt ġew skoperti mill-umanità. Is-saħħa tat-tensjoni hija 100 darba dik tal-azzar, filwaqt li l-piż huwa biss 1/6 dak tal-azzar - tassew "ħfief iżda b'saħħtu."
In-nanotubi tal-karbonju jissejħu "King of New Materials", u l-proprjetajiet mekkaniċi tagħhom huma l-aktar "trump card" impressjonanti.
Skont kalkoli teoretiċi, is-saħħa tan-nanotubi tal-karbonju hija 100 darba dik tal-azzar, il-modulu ta 'Young huwa kważi 6 darbiet dak tal-azzar, u d-densità hija biss 1/6 dik tal-azzar. Tqabbil ikkwotat f'materjali kkompilati mill-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża huwa saħansitra aktar intuwittiv: meta mqabbel ma 'azzar ta' saħħa għolja -ASTM A228, is-saħħa tan-nanotubi tal-karbonju hija 270 darba akbar, u l-elastiċità hija madwar 5 darbiet akbar.
| Indikatur tal-Prestazzjoni | Nanotubi tal-Karbonju | Azzar |
|---|---|---|
| Qawwa tat-tensjoni | 50-200 GPa | 0.4-1.5 GPa |
| Densità | 1.3-1.6 g/ċm³ | 7.9 g/ċm³ |
| Qawwa-għall--Proporzjon tal-Piż | 100 darba dak tal-azzar | Linja bażi |
Saħansitra aktar notevoli, in-nanotubi tal-karbonju huma "iebes iżda mhux fraġli." Meta jkunu soġġetti għal pressjoni esterna enormi, in-nanotubi tal-karbonju jistgħu jitgħawweġ, jgħawġu, jew saħansitra jduru, iżda ma jinkisrux. Meta l-forza esterna tiġi rilaxxata, jerġgħu lura għall-forma oriġinali tagħhom. Din il-kombinazzjoni ta '"qawwija + iebsa" hija estremament rari fil-materjali tal-inġinerija.
Dan huwa wkoll għaliex ix-xjentisti jipprevedu li jużaw nanotubi tal-karbonju biex jibnu "lift spazjali" - huwa l-uniku materjal magħruf bħalissa li jista 'potenzjalment ikopri distanza ta' 380,000 kilometru mingħajr ma jinkiser bil-piż tiegħu stess.
2. Konduttività It-Tieni Biss għas-Superkondutturi - Elettriku King
Il-konduttività elettrika tan-nanotubi tal-karbonju hija teoretikament it-tieni biss għas-superkondutturi. Il-kapaċità ta' ġarr attwali tagħhom-hija 1000 darba dik tar-ram, u huma l-uniku materjal uniku li jista' jservi kemm bħala metall kif ukoll bħala semikonduttur.
L-"aura rjali" tan-nanotubi tal-karbonju tinsab mhux biss f'"jiflaħ" iżda wkoll f'"trażmissjoni malajr."
Fin-nanotubi tal-karbonju, l-atomi tal-karbonju huma rranġati fi struttura ta 'xehda eżagonali regolari. Taħt din l-istruttura, l-effett ta 'konjugazzjoni huwa sinifikanti, li jippermetti li l-elettroni jinħelsu mill-束缚 ta' atomi tal-karbonju individwali u jiċċaqilqu liberament fuq firxa akbar. Teoretikament, il-konduttività elettrika tan-nanotubi tal-karbonju hija t-tieni biss wara s-superkondutturi.
Ngħiduha f'termini ta' dejta: il-{0}}kapaċità attwali tal-ġarr tan-nanotubi tal-karbonju hija 1000 darba dik tal-wajer tar-ram.
Aktar importanti minn hekk, skont l-"angolu tal-irrumblar" (kiralità), in-nanotubi tal-karbonju jistgħu jkunu jew metalliċi jew semikondutturi - u anke partijiet differenti tal-istess tubu jistgħu juru konduttività differenti. Jistgħu jservu kemm bħala wajers kif ukoll bħala ċipep, u jagħmlu l-potenzjal tal-applikazzjoni tagħhom fil-qasam tal-elettronika mingħajr paragun.
Ir-riċerka turi li l-proċessuri tan-nanotubi tal-karbonju jaħdmu 2 darbiet aktar malajr mill-proċessuri tas-silikon, filwaqt li jikkunsmaw biss 1/3 tal-qawwa. Ladarba n-nanotubi tal-karbonju jissostitwixxu bis-sħiħ is-silikon, "Silicon Valley" jista 'verament jeħtieġ li jibdel isimha.
3. Il-konduttività termali hija 3-6 darbiet dik ta' Diamond - Thermal King
In-nanotubi tal-karbonju huma wieħed mill-aqwa materjali konduttivi termali magħrufa sal-lum, b'konduttività termali teoretika bejn wieħed u ieħor 3-6 darbiet dik tad-djamant.
Il-konduttività termali hija indikatur ewlieni biex jiġi ddeterminat jekk materjal jistax jintuża f'tagħmir elettroniku ta'-qawwa għolja u ġestjoni termali tal-vetturi spazjali.
Diamond ilha meqjusa bħala l-aħjar konduttur termali naturali, iżda n-nanotubi tal-karbonju qed jiksru dan ir-rekord. Teoretikament, il-konduttività termali tan-nanotubi tal-karbonju hija madwar 3-6 darbiet dik tad-djamant. Nanotubu tal-karbonju b'ħajt wieħed f'temperatura tal-kamra jista 'jikseb konduttività termali sa 3500 W·m⁻¹·K⁻¹, li jaqbeż id-djamant.
In-nanotubi tal-karbonju jistgħu jmexxu s-sħana malajr tul it-tul tagħhom. Din il-karatteristika ta '"konduzzjoni tas-sħana direzzjonali" tagħmilhom materjali ideali għad-dissipazzjoni tas-sħana taċ-ċippa u l-protezzjoni termali tal-vetturi spazjali.
4. Reżistenti għall-Aċidi u Alkali, Reżistenti għall-Ossidazzjoni, Jista' Jassorbi Mewġ - Re Kimika u Funzjonali
In-nanotubi tal-karbonju għandhom stabbiltà kimika eċċellenti, jirreżistu l-aċidi u l-alkali u l-ossidazzjoni. Jistgħu wkoll jassorbu b'mod effiċjenti microwaves, jiddistingwu ruħhom f'materjali stealth, ilqugħ elettromanjetiku, u oqsma oħra.
L-"aura rjali" tan-nanotubi tal-karbonju mhijiex limitata għall-mekkanika, l-elettriku, u s-sħana - huma wkoll ħafna "durabbli."
In-nanotubi tal-karbonju huma kimikament stabbli, b'reżistenza għall-aċidu u l-alkali. Iż-żieda ta 'nanotubi tal-karbonju ma' komposti polimeru tista 'ttejjeb ir-reżistenza għall-aċidu u r-reżistenza għall-ossidazzjoni tal-materjali nfushom, u tagħmilhom adattati għal ambjenti eżiġenti bħal aerospazjali, avjazzjoni, difiża nazzjonali u applikazzjonijiet militari.
Hemm ukoll funzjoni unika ta' "trump card" - assorbiment tal-mewġ. Minħabba l-istruttura speċjali u l-proprjetajiet dielettriċi tagħhom, in-nanotubi tal-karbonju juru prestazzjoni qawwija ta 'assorbiment tal-microwave broadband, li jistgħu jintużaw f'materjali stealth, materjali ta' lqugħ elettromanjetiċi, u materjali li jassorbu kamra anekoika. Dan ifisser li ġettijiet tal-ġlied stealth futuri u tagħmir ta 'protezzjoni elettromanjetika jistgħu jiddependu fuq dan il-materjal "deheb iswed".
5. Diġà Tkopri Aerospazjali → Karozzi → Oġġetti Sportivi - Applikazzjoni King
L-applikazzjonijiet tan-nanotubi tal-karbonju diġà mxew minn "fantaxjenza" għar-realtà, li jkopru swieq ta' triljun-wan bħall-prodotti tal-ajruspazju, tal-karozzi, tal-enerġija u tal-isport, u qed jimxu lejn skala industrijali ta' mitt-biljun-wan.
Ir-"King of New Materials" mhux biss "reign" fil-laboratorju. Il-pajsaġġ tal-applikazzjoni tan-nanotubi tal-karbonju qed jespandi malajr.
Aerospazjali:Komposti tan-nanotubi tal-karbonju/matriċi tal-aluminju diġà ntużaw fis-sezzjonijiet interstadji tar-rokit tat-12 ta 'Marzu twil, u kisbu qawwa ħafifa u għolja - tassew materjal li "kien għall-ispazju."
Industrija tal-Karozzi:Il-komposti tal-polimeru rinfurzati tan-nanotubi tal-karbonju-intużaw fis-sistemi tal-egżost u l-komponenti tal-karrozzerija. Tnaqqis ta' 25% fil-piż tal-vettura jista' jnaqqas il-konsum taż-żejt mhux raffinat sa 250 miljun barmil fis-sena.
Oġġetti sportivi:In-nanotubi tal-karbonju daħlu-tagħmir sportiv ta' livell għoli bħal rakketti tat-tennis, frejms tar-roti, u klabbs tal-golf - eħfef, b'saħħithom u aktar fit-tul.
Enerġija/batteriji tal-litju:Bħala addittiv konduttiv, in-nanotubi tal-karbonju ġew applikati b'mod wiesa 'fl-industrija tal-batteriji tal-litju, bid-domanda tikber b'rata ta' tkabbir annwali kompost ta '40.8%.
Minn rokits għal rackets, minn batteriji għal ġettijiet tal-ġlied stealth, in-nanotubi tal-karbonju qed jittrasformaw minn "miraklu tal-laboratorju" għal "vitamina industrijali."
Shandong Tanfeng Materjal Ġdid: Il-Promotur Industrijali tar-"King of New Materials" taċ-Ċina
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd qed tippromwovi l-lokalizzazzjoni tan-nanotubi tal-karbonju, bi produzzjoni ta 'kull xahar ta' 200 tunnellata, li tkopri l-firxa sħiħa ta 'tubi b'ħitan wieħed-/b'ħafna-ħitan, u pożizzjonati strateġikament f'seba' direzzjonijiet ewlenin inklużi vetturi tal-enerġija ġodda, aerospazjali, u transitu ferrovjarju.
In-nanotubi tal-karbonju jissejħu "King of New Materials", iżda "king" jeħtieġ ukoll li xi ħadd "jistiednu" mil-laboratorju għal-linja tal-produzzjoni.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd hija eżattament intrapriża bħal din. Il-kumpanija għandha aktar minn għaxar privattivi attivi relatati man-nanotubi tal-karbonju u materjali tal-anodi tal-karbonju tas-silikon-. Il-prodotti tagħha jkopru l-firxa sħiħa ta'-nanotubi tal-karbonju b'ħitan wieħed, nanotubi tal-karbonju b'ħafna-ħitan, pejsts konduttivi, u materjali tal-anodi tal-karbonju-silikon.
Il-prodotti tas-serje TF-400 tal-kumpanija ġew applikati f'materjali rinfurzati ta'-konduttività għolja u-konduttività termali għolja modifikati, b'reżistenza eċċellenti għas-sħana u l-korrużjoni. Tanfeng New Material qed imexxi r-"King of New Materials" lejn kamp ta 'battalja industrijali usa' bil-qawwa tal-manifattura Ċiniża.
Sommarju ta'-sentenza waħda:In-nanotubi tal-karbonju jissejħu "King of New Materials" mhux għax jisbqu fi proprjetà partikolari waħda, iżda minħabba li fl-istess ħin jippossjedu ħames "trump cards": l-aktar b'saħħitha, l-aktar konduttiva, l-aħjar trasferiment tas-sħana, l-aktar stabbli u l-aktar applikazzjoni wiesgħa.
Mill-iskoperta tan-nanotubi tal-karbonju mix-xjenzat Ġappuniż Sumio Iijima fl-1991, għall-użu tagħhom fit-tnaqqis tal-piż fuq ir-rokit tat-12 ta' Marzu twil, sal-produzzjoni ta 'kull xahar ta' Shandong Tanfeng New Material ta '200 tunnellata li tippromwovi l-lokalizzazzjoni - nanotubi tal-karbonju qed jinżlu mit-tron ta' "King of Materials ", li jeħtieġ li jidħol f'kull qasam industrijali, aktar qawwi u ħafif" aktar malajr." Din hija r-raġuni vera għaliex jistħoqqilhom it-titlu ta '"King."