カーボンナノチューブは、特定の角度で中心の周りに単層または多層グラフェンシートをカールさせることによって形成された同軸中空のシームレスな管状構造です。管の壁は主に六角形の炭素原子グリッドで構成されています。
チューブ壁層の数に応じて、それらは一般に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られます。
単層カーボンナノチューブ (SWNT): グラフェンシートの層で構成されています。単壁チューブの典型的な直径と長さは、それぞれ0.75〜3nmと1〜50μmです。
多層カーボンナノチューブ (MWNT): グラフェンシートの複数の層が含まれています。形状は同轴ケーブルのようなものです。層の数は2〜50で、層間間隔は0.34 ± 0.01nmであり、これはグラファイトの層間間隔 (0.34nm) に相当します。多壁チューブの典型的な直径と長さは、それぞれ2〜30nmと0.1〜50μmです。
カーボンナノチューブはグラファイトよりも安定した構造であるため、特定の条件下で形成することができます。
カーボンナノチューブは、グラファイト層で巻かれた丸いチューブです。この巻線はグラファイト層のp電子雲の形状を変化させ、この変化は形成されたカーボンナノチューブの直径に関連しています。直径が小さいほど、曲率が大きくなり、p電子雲の形状の変化が大きくなる。逆に、カーボンナノチューブの直径が大きいほど、曲率が小さくなり、p電子雲はグラファイトの場合に近くなり、その特性はグラファイトに近い。
カーボンナノチューブの最小直径は?
カーボンナノチューブの特性は、直径およびキラリティーに大きく依存する。直径が小さいほど、電子とsp2の状態の差が大きくなり、量子効果がより明白になります。
半導体カーボンナノチューブの場合、バンドギャップ幅はチューブの直径に反比例し、キラリティーとは何の関係もありません。
カーボンナノチューブは、PEなどのさまざまなプラスチックに使用できます。PP、PS、ABS、PVC、PA、ゴム、樹脂、複合材料。それらはマトリックス中に均一に分散させることができ、マトリックスに優れた導電性を与える。
以下の業界で広く使用されています。
映画、さまざまなプラスチック製品
帯電防止包装
電子機器の包装、伝送、加工材料
導電性ゴムローラー、伝送ベルト、シール
自動車産業
電源ケーブルとアクセサリ
導電性コーティング
フィルムリール
電磁シールド、軍事分野
カーボンナノチューブの添加量は、導電性カーボンブラックの3分の1から5分の1であり、同じ導電率を達成できます。導電性フィラーの過剰な添加は、プラスチックの機械的特性の損失を引き起こさない。
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