Hvorfor kalles karbon nanorør kongen av nye materialer?

1. Styrken er 100 ganger den for stål, tetthet kun 1/6 - mekanisk konge

Karbon nanorør er et av de beste mekaniske ytelsesmaterialene som noen gang er oppdaget av menneskeheten. Strekkstyrken er 100 ganger større enn stål, mens vekten bare er 1/6 av stål - virkelig "lett, men sterk."

Karbon nanorør kalles «Kongen av nye materialer», og deres mekaniske egenskaper er det mest imponerende «trumfkortet».

I følge teoretiske beregninger er styrken til karbon-nanorør 100 ganger den for stål, Youngs modul er nesten 6 ganger den for stål, og tettheten er bare 1/6 av stål. En sammenligning sitert i kompilerte materialer fra det kinesiske vitenskapsakademiet er enda mer intuitivt: sammenlignet med ASTM A228 høy-stål, er styrken til karbonnanorør 270 ganger større, og elastisiteten er omtrent 5 ganger større.

Enda mer bemerkelsesverdig er karbon nanorør "harde, men ikke sprø." Når de utsettes for enormt ytre trykk, kan nanorør av karbon bøye seg, krølle eller til og med vri seg, men de går ikke i stykker. Når den ytre kraften frigjøres, går de tilbake til sin opprinnelige form. Denne kombinasjonen av "sterk + tøff" er ekstremt sjelden i tekniske materialer.

Dette er også grunnen til at forskere ser for seg å bruke nanorør av karbon for å bygge en "romheis" - det er det eneste materialet som for øyeblikket er kjent som potensielt kan strekke seg over en avstand på 380 000 kilometer uten å bli ødelagt av sin egen vekt.

2. Konduktivitet nest etter superledere - Electrical King

Den elektriske ledningsevnen til nanorør i karbon er teoretisk nest etter superledere. Deres nåværende-bærekapasitet er 1000 ganger større enn kobber, og de er det eneste enkeltmaterialet som kan fungere som både metall og halvleder.

Den "kongelige auraen" til karbon-nanorør ligger ikke bare i "motstå", men også i "sende raskt."

I karbon-nanorør er karbonatomer ordnet i en vanlig sekskantet bikakestruktur. Under denne strukturen er konjugasjonseffekten betydelig, og lar elektroner bryte seg løs fra de enkelte karbonatomer og bevege seg fritt over et større område. Teoretisk sett er den elektriske ledningsevnen til karbon-nanorør nest etter superledere.

For å si det i datatermer: nåværende-bærekapasitet for nanorør av karbon er 1000 ganger større enn kobbertråd.

Enda viktigere, avhengig av "rullevinkelen" (kiralitet), kan karbon-nanorør være enten metalliske eller halvledende - og til og med forskjellige deler av samme rør kan ha ulik ledningsevne. De kan tjene både som ledninger og som brikker, noe som gjør brukspotensialet deres i elektronikkfeltet uten sidestykke.

Forskning viser at karbon nanorør-prosessorer kjører 2 ganger raskere enn silisiumprosessorer, mens de bruker bare 1/3 av strømmen. Når karbon-nanorør fullt ut erstatter silisium, kan "Silicon Valley" virkelig trenge å endre navn.

3. Termisk ledningsevne er 3-6 ganger høyere enn for Diamond - Thermal King

Karbonnanorør er et av de beste termisk ledende materialene som er kjent til dags dato, med teoretisk termisk ledningsevne omtrent 3-6 ganger høyere enn diamant.

Termisk ledningsevne er en nøkkelindikator for å avgjøre om et materiale kan brukes i elektroniske enheter med høy-effekt og termisk styring av romfartøy.

Diamant har lenge vært ansett som den beste naturlige termiske lederen, men karbon nanorør slår denne rekorden. Teoretisk sett er den termiske ledningsevnen til karbon-nanorør omtrent 3-6 ganger den for diamant. Et enkeltvegget karbon nanorør ved romtemperatur kan oppnå en termisk ledningsevne på opptil 3500 W·m⁻¹·K⁻¹, som overgår diamant.

Karbonnanorør kan raskt lede varme langs lengden. Denne "retningsbestemte varmeledningsegenskapen" gjør dem til ideelle materialer for sponvarmespredning og termisk beskyttelse av romfartøy.

4. Syre- og alkalibestandig, oksidasjonsbestandig, kan absorbere bølger - Kjemisk og funksjonell konge

Karbon nanorør har utmerket kjemisk stabilitet, motstår syrer og alkalier og oksidasjon. De kan også effektivt absorbere mikrobølger, og utmerker seg i stealth-materialer, elektromagnetisk skjerming og andre felt.

Den "kongelige auraen" til nanorør i karbon er ikke begrenset til mekanikk, elektrisitet og varme - de er også veldig "holdbare".

Karbonnanorør er kjemisk stabile, med syre- og alkaliresistens. Å legge til karbon-nanorør til polymerkompositter kan forbedre syremotstanden og oksidasjonsmotstanden til selve materialene, noe som gjør dem egnet for krevende miljøer som romfart, luftfart, nasjonalt forsvar og militære applikasjoner.

Det er også en unik "trumfkort"-funksjon - bølgeabsorpsjon. På grunn av deres spesielle struktur og dielektriske egenskaper, viser karbon-nanorør sterk bredbåndsmikrobølgeabsorpsjonsytelse, som kan brukes i stealth-materialer, elektromagnetiske skjermingsmaterialer og ekkofrie kammerabsorberende materialer. Dette betyr at fremtidige stealth jagerfly og elektromagnetisk beskyttelsesutstyr kan stole på dette "svarte gullet"-materialet.

5. Dekker allerede romfart → Bilindustri → Sportsvarer - Application King

Anvendelsene av nanorør i karbon har allerede flyttet seg fra «science fiction» til virkelighet, og spenner over billioner-yuanmarkeder som romfart, bilindustri, energi og sportsutstyr, og beveger seg mot hundre-milliarder-yuan i industriell skala.

«Kongen av nye materialer» «hersker» ikke bare i laboratoriet. Brukslandskapet for karbon nanorør utvides raskt.

Luftfart:Karbonnanorør/aluminiummatrisekompositter har allerede blitt brukt i mellomtrinnsseksjonene av Long March 12-raketten, og oppnår lett og høy styrke - virkelig et materiale som har "vært i verdensrommet."

Bilindustri:Karbonnanorør-forsterkede polymerkompositter har blitt brukt i eksossystemer og karosserikomponenter. En 25 % reduksjon i kjøretøyvekt kan redusere råoljeforbruket med opptil 250 millioner fat årlig.

Sportsutstyr:Karbonnanorør har kommet inn i avansert-sportsutstyr som tennisracketer, sykkelrammer og golfkøller - lettere, sterkere og mer holdbare.

Energi/litiumbatterier:Som et ledende tilsetningsstoff har karbon-nanorør blitt mye brukt i litiumbatteriindustrien, med etterspørselen som vokser med en sammensatt årlig vekstrate på 40,8 %.

Fra raketter til racketer, fra batterier til stealth jagerfly, karbon nanorør forvandles fra et "laboratoriemirakel" til et "industrielt vitamin."

Shandong Tanfeng New Material: Den industrielle promotøren av Kinas "King of New Materials"

Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. fremmer lokalisering av karbon-nanorør, med en månedlig produksjon på 200 tonn, som dekker hele spekteret av enkelt-veggede/fler-veggede rør, og strategisk plassert i syv hovedretninger, inkludert nye energikjøretøyer, romfart og jernbanetransport.

Karbon nanorør kalles "Kongen av nye materialer", men en "konge" trenger også noen til å "invitere" den fra laboratoriet til produksjonslinjen.

Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. er akkurat en slik bedrift. Selskapet har mer enn ti aktive patenter knyttet til karbonnanorør og silisium-karbonanodematerialer. Produktene dekker hele spekteret av enkeltveggede-karbonananorør, fler-karbonnanorør, ledende pastaer og silisium-karbonanodematerialer.

Selskapets produkter i TF-400-serien har blitt brukt i modifiserte materialer med høy-ledningsevne og høy-termisk ledningsevne, med utmerket varme- og korrosjonsbestandighet. Tanfeng New Material driver "Kongen av nye materialer" mot en bredere industriell slagmark med kraften til kinesisk produksjon.

Én-setningssammendrag:Karbon nanorør kalles "Kongen av nye materialer", ikke fordi de utmerker seg i en bestemt egenskap, men fordi de samtidig har fem "trumfkort": sterkest, mest ledende, beste varmeoverføring, mest stabile og bredeste anvendelse.

Fra oppdagelsen av karbon-nanorør av den japanske forskeren Sumio Iijima i 1991, til bruken av dem i vektreduksjon på Long March 12-raketten, til Shandong Tanfeng New Materials månedlige produksjon på 200 tonn som fremmer lokalisering - karbon-nanorør, trekker seg ned fra tronen til "King of Materials, and enter be stronger" og "King of Materials" raskere." Dette er den sanne grunnen til at de fortjener tittelen "konge".