カーボンナノチューブは、優れた性能、優れた用途の可能性、安定した性能を備えた新しいポリマーナノ材料です。
カーボンナノチューブ導電性ペーストの最も顕著な構造的特徴は、同じ中心の周りにカールしたグラファイトシートの単層または複数の層で構成されていることです。カーボンナノチューブは、英語でCNTと呼ばれ、フラー炭素系に属する。それらは、長さがマイクロメートルサイズで、直径がナノメートルサイズです。それらは最も特徴的な一次元ナノ材料である。巨視的スケールでは、カーボンナノチューブは黒色粉末である。微視的な規模では、カーボンナノチューブは同軸カーボンチューブで構成される炭素分子です。炭素管の各層は、グラフェンの層状構造と同様に、六角形のパターンで密に配置された炭素原子で構成されており、層は約0.34nmの固定距離に保たれています。カーボンナノチューブの構造はポリマー材料の構造と似ていますが、その構造はポリマー材料の構造よりもはるかに安定しています。これは、これまでに知られている最高の融点を持つ材料です。
カーボンナノチューブ導電性ペーストは、さまざまな特性に応じてさまざまなカテゴリに分類されます。商業的な観点からは、通常、層の数とチューブ壁の導電率に応じて分類されます。カーボンチューブの層数に応じて、カーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブと多層カーボンナノチューブに分けることができます。カーボンナノチューブは金属製または半導体製である可能性があり、同じカーボンナノチューブ上の異なる部分でさえ異なる導電率を示す可能性があります。したがって、導電性の違いに応じて、金属カーボンナノチューブと半導体カーボンナノチューブに分けることができます。
カーボンナノチューブ導電性ペーストの独自の構造と化学結合は、独自の機械的、電気的、熱的、化学的特性を与え、多くの分野で広く使用されています。
機械的特性
1) 最高の比強度: カーボンナノチューブの炭素原子をつなぐ共有結合は、自然界で最も安定した化学結合です。カーボンナノチューブは非常に高い引張強度と弾性率を持っています。同時に、カーボンナノチューブの密度は鋼の密度のわずか1/6であり、現在準備できる最高の比強度を持つ材料となっています。
2) 強い柔軟性: カーボンナノチューブは強いですが、脆くはありません。カーボンナノチューブを曲げたり、軸方向に圧力をかけたりすると、外力がオイラー強度限界または曲げ強度を超えても、カーボンナノチューブは壊れません。しかし、最初に大きな角度で曲がります。外力が解放されると、カーボンナノチューブは元の形状に戻る。
電気的特性
3) 良好な伝導性: カーボンナノチューブの構造は、グラファイトのシート構造と同じです。そして良い導電率を持っています。カーボンナノチューブの抵抗は、その長さ及び直径に依存しない。電子がカーボンナノチューブを通過するとき、それらはカーボンナノチューブを加熱するための熱を発生しません。カーボンナノチューブにおける電子の伝送は、光ファイバケーブルにおける光信号の伝送のようなものである。エネルギー損失は小さく、優れたバッテリー導体です。
4) 優れた熱伝導率: カーボンナノチューブの熱伝導率は非常に高く、室温でのダイヤモンドの2倍です。これは最もよく知られている熱伝導材料です。また、カーボンナノチューブの軸方向の熱交換性能は非常に高く、半径方向の熱交換性能は比較的低い。適切な配向により、カーボンナノチューブは高異方性熱伝導材料に合成できます。
5) 優れた水素貯蔵性能: カーボンナノチューブは、比表面積が高く、処理後の水素貯蔵容量に優れています。
6) 優れたリチウム挿入特性: カーボンナノチューブの中空管空洞、管間のギャップ、チューブ壁の層間の隙間、およびチューブ構造のさまざまな欠陥により、リチウムイオン用の豊富な保管スペースと輸送チャネルが提供されます。
7) 化学的安定性: カーボンナノチューブは化学的に安定であり、耐酸性および耐アルカリ性を有する。カーボンナノチューブをポリマーコンポジットに添加すると、材料自体の耐酸性と耐酸性を向上させることができます。
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