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2020/05/22 来源:宁波信息港

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碳纳米管具有奇异的物理化学性能,由于其独特的金属或半导体导电性、极高的机械强度、储氢能力、吸附能力和较强的微波吸收能力,上世纪90年代初一经发现,即受到物理、化学和材料科学界以及高新技术产业部门的极大重视。世界各国均在制备和应用方面投入大量的研发力量,期望能占领该技术领域的制高点。*近一段时间以来,许多化工公司无论规模大小,都越来越看好碳纳米管的应用前景,纷纷扩建碳纳米管生产线。
各路公司争相投资
拜耳材料科技公司2007年9月在位于瑞士和德国的边境线上的Laufenburg镇新建了一条碳纳米管生产线,从而使其碳纳米管的产能提高到60吨/年。该公司碳纳米管全球业务负责人马丁·施密特表示:“我们对碳纳米管的应用前景非常有信心,并确信碳纳米管市场是一个可充分体现创新精神、具有很大增长机会的领域。这条新生产线运行一段时间后,我们还将再建一个产能更大的碳纳米管生产厂。到2009年底,公司碳纳米管的总产能将扩至200吨/年。”他还透露,拜耳材料科技公司还有更大的碳纳米管生产计划,如果市场开拓顺利,公司将再建一套产能达 000吨/年的碳纳米管生产线。
其他化工公司也积极地投身这一领域,如法国化工公司阿科玛于2006年1月份,在法国的西南部建设了一套产能为10吨/年的碳纳米管实验装置。除了大的化工公司涉足这一行业之外,一些小公司也在此领域占有了一席之地。如英国托马仕雯(ThomasSwan)公司在碳纳米管制造行业中就很有名;另一个小企业是比利时的Nanocyl公司,它*近刚刚建成一套产能为40吨/年的碳纳米管生产线。
结构独特应用前景广阔
碳纳米管之所以引人注目,在于其本身具有的下述特性:质量轻、强度大、导热性及导电性能非常好。由于具有独特的电子结构和物理化学性质,碳纳米管在各个领域中的应用引起工业界的广泛关注。
在材料科学领域,由于碳纳米管的长度是其直径的几千倍,被称为“超级纤维”。它的强度比钢高100倍,但密度只有钢的六分之一。利用碳纳米管可以制成高强度碳纤维材料。而用其制成的复合材料不仅力学性能优良,而且抗疲劳、材料尺寸稳定、滑动性能也不错,在土木、建筑、海洋工程等方面有望获得大量使用。
由于碳纳米管壁能被某些化学反应所“溶解”,因而它们在模具制造方面可大显身手。只要用金属灌满碳纳米管,然后把碳层腐蚀掉,即可得到导电性能非常好的纳米尺度的导线。此外,利用碳纳米管作为锂离子电池的正极和负极,可以延长电池寿命,改善电池的充放电性能。
碳纳米管还被认为是制造新一代平面显示屏的好材料。使用具有高度定向性的单壁碳纳米管作为电子发送材料,不但可以使屏幕成像更清晰,而且可以缩短电子到屏幕之间的距离,从而制成更薄的电视机。
在能源科学方面,碳纳米管也有着广泛的应用。碳纳米管可以在较低的气压下存储大量的氢元素,利用这种方法制成的燃料不但安全性能高,而且是一种清洁能源,在汽车工业领域将会有广阔的发展前景。碳纳米管还可用于多种高科技领域。如用它作为增强剂和导电剂可制造性能优良的汽车防护件;用它做催化剂载体可显著提高催化剂的活性和选择性;碳纳米管较强的微波吸收性能,使它可作为吸收剂制备隐形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料等。
抢占先机成本是关键
制备碳纳米管一般有三种方法:电弧放电法、激光烧蚀法和催化化学气相沉积法(CVD)。电弧放电法和激光烧蚀法制得的产物中,碳纳米管均与其他形态的碳产物共存,分离纯化困难,收率较低,且难以规模化。CVD法具有工艺简便、成本低、纳米管规模易控制、长度大、收率较高等优点,成为当前各公司花大力气研究的重点。近几年来,随着工艺技术水平的提高及生产规模的扩大,CVD法碳纳米管的生产成本大幅降低,国际市场上售价也从1999年的200美元/克左右降至目前的50美元/克以下。
近年来,全球碳纳米管市场一直以40%的速度增长,不过,其未来市场仍具有不确定性。施密特称,如果碳纳米管的成本和售价今后几年能够不断降低,该产品的应用领域将会越来越广。而如果碳纳米管的成本不能降低的话,势必影响其进一步的发展与应用。因此,公司不管大小,只要能够开发出更低成本的碳纳米管制造技术,就可以抢占市场先机,在这个市场上占有更大份额。巴中白斑疯医院
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