碳纳米管应用事例

lky933 · 发表于 2015-10-12 09:21:54

从碳纳米发现到现在已经20多年了，期间世界各国投入大量的资金进行研发，从目前看成效甚微，下面是搜集的几个碳纳米管应用的事例。
1．美国
麻省理工大学的航空工程师们研制了一种碳纳米管(CNT)薄膜，这种薄膜不需要巨大的炉子就可以实现对复合材料的加热和固化。将薄膜连接到电源上，然后包裹上多层高分子复合物，加热的薄膜就能激发高分子凝固。应用于机翼和机身的复合材料通常都是在较大的、工业级尺寸的炉子里制备的。多种高分子层在750℉时开始萎缩，然后凝固成一个固体的弹性材料。然而，采用这种方法，首先需要大量的能量来加热炉子，然后通入气体，最后才得到所需复合物。麻省理工大学的研究人员在常见的应用于飞机组件的碳纤维材料上测试了该薄膜的性能，发现该薄膜可以制备出与传统炉子强度一样的复合材料，但是仅用了1%的能量。薄膜连接到电源上，直接产生热量，不需要巨大的炉子就可以实现对复合材料的加工。
2．拜耳公司
“阳光动力2号”项目将80家来自各行各业的公司团结在一起的，以技术的进步来降低能源消耗，为人类创造一个可持续的未来。而融合了各公司尖端技术的阳光动力2号飞机，也被称作是“飞行的实验室”。拜耳材料实验室(Bayer MaterialScience)为阳光动力提供了多种高科技材料，包括超轻的碳纳米管、聚氨酯绝缘材料等。拜耳材料科技的Baytubes碳纳米管（CNT）能够在保持最小重量的前提下改进结构部件的强度。
3．清华富士康
中科院院士、清华大学教授范守善领导的团队与富士康集团长期合作，制备了碳纳米管导电膜，用于触控屏产业化，目前已生产触控屏700万片，月产规模达到150万片，成功地为华为、酷派、中兴等手机配套。与传统氧化铟锡膜(ITO)比较，有四大优势：一是原材料是碳，不用稀有金属铟，材料成本低；二是可挠曲、高抗弯折、耐敲击与刮擦性；三是具导电异向性，可设计新原理触控屏幕，避免其他厂商专利诉讼；四是生产工艺简单、耗能低、污染低，满足节能环保的要求。目前触控屏幕尺寸从1.52英寸至10英寸均已实现量产，围绕这一产品获取授权专利107项。
4．碳纳米管导电液
碳纳米管具有非常优良的导电性能，同时又具有极高的长径比，将碳纳米管添加到电极材料中可以有效地形成导电网络提升电极导电性能，从而使这些新一代储能设备能够存储更多的电量。碳纳米管用于锂电池可以显著改善磷酸铁锂、锰酸锂等汽车动力电池的性能，因为能带来的好处如下：
1）  显著改善锂离子电池的循环性能，尤其是大倍率循环性能；
2）  改善电极的导热性，便于热量转移，不会造成局部温升过高；
3）  具有物理粘结剂的作用，提高极片活性物质与基体的粘结强度；
4）  较好的导电网络让电极活性颗粒得以彼此连接，克服了充放电过程中活性材料的膨胀和收缩引起的电极活性颗粒的分离与脱落
目前，日本昭和电工、北京天奈公司等几家碳纳米管公司的碳纳米管浆料产品技术已经成熟并推向市场。
5．碳纳米管膜和碳纳米管电缆
Nanocomp技术公司生产的碳纳米管在毫米量级。用过后续的工艺，他们制成了可卷绕的碳纳米管薄膜和电缆。这种导线重量轻、且强度高，美国宇航局正在探索其在航天领域中的应用研究，用碳纳米管电缆代替传统的铜导线可以大幅度降低航天器的重量，降低航天器发射成本。