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俄罗斯研究碳纳米材料的形态与性能

俄罗斯研究碳纳米材料的形态与性能   碳纳米材料可以用于制造新型复合材料,碳纳米材料可分成碳纳米纤维、单层碳纳米管、多层碳纳米管、纳米结构片晶等。单层碳纳米管的形态,很象微型网状管子,它的内部可以填充不同物质,如氢、药剂、金属等。碳纳米管和碳纳米纤维可以容易地进行化学改性,以改进它们的分散性,增强它们的吸附性。
  
  碳纳米管的结构,使它具有良好的机械强力,导热性、导电性、化学稳定性。碳纳米管添加导电填充剂,可以制造抗静电材料和包覆物。碳纳米管结构上的一致性,使它能成为生产纳米碳纸的原料。碳纳米管的进一步利用,可以创造新的纤维复合材料和新的膜状复合材料。
  
  俄罗斯圣彼得堡国家工艺和设计大学研究不同类型碳纳米的形态和性能,用电子显微镜对碳纳米管扫描,并进行分析。
  
  每一种类型的碳纳米管的微观形态是不相同的,形态、结构不同使碳纳米管具有不同性能,如填充密度、比表面积、吸附空间等。在聚合溶液和溶剂里,制取碳纳米管的悬浮体,其填充密度值必须精确计算,还得经过物理或化学处理,这种悬殊浮体才能保持稳定。为了从凝聚中分离单个碳纳米管,采用物理和化学方法。使用较多的物理法有过滤、离心、电泳、超声处理等。课题组实验在(机械、超声、电弧)不同作用下,在有机溶剂N,N—二甲替甲酰胺中,分离碳纳米管。得到以下结果:
  
  1、机械影响,对碳纳米管结构有强烈的成团性和致密性,使它进一步均匀地分布在聚合物中。
  
  2、用多次超声,处理有机溶剂中的碳纳米管悬浮体,接着,碳纳米管悬浮体分离,从凝聚中分离出单个碳纳米管。
  
  3、放电影响,使水中的碳纳米管形成致密的纤维结构,它们的长度能达到几毫米。它们相同结构的形成,可能与碳纳米管在液体介质中沿电流方向的定向、放电流的高温,这两个因素有关。
  
  最有希望的碳纳米管分离方法是,在有机溶剂中用超声处理,使碳纳米管悬浮体功能化。
  
  要创造复合材料,不仅要从聚合物基质中均匀地分离纳米微粒,还要研究碳纳米管表面的化学组成,以区分不同性质的功能基团,这些基团决定着碳纳米管在液体中的分散性、凝聚趋势、粘际性、导电性和电阻。
  
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