Les nanotubes de carbone sont des structures tubulaires sans soudure creuses coaxiales formées en recourbant des feuilles de graphène monocouche ou multicouche autour du centre à un certain angle. La paroi du tube est principalement composée de grilles hexagonales d'atomes de carbone.
Selon le nombre de couches de paroi du tube, ils sont généralement divisés en nanotubes de carbone monocouche et en nanotubes de carbone multicouche:
nanotubes de carbone à paroi simple (SWNTs): composés d'une couche de feuilles de graphène. Le diamètre et la longueur typiques des tubes à paroi simple sont 0.75 ~ 3nm et 1 ~ 50μm respectivement.
nanotubes de carbone à parois multiples (MWNTs): Contient plusieurs couches de feuilles de graphène. La forme est comme un câble coaxial. Le nombre de couches varie de 2 à 50, et l'espacement intercouche est de 0.34 ± 0,01 nm, ce qui équivaut à l'espacement intercouche du graphite (0,34 nm). Le diamètre et la longueur typiques des tubes à parois multiples sont de 2 ~ 30nm et 0.1 ~ 50μm respectivement.
Parce que les nanotubes de carbone ont une structure plus stable que le graphite, ils peuvent être formés dans certaines conditions.
Les nanotubes de carbone sont des tubes ronds enroulés par des couches de graphite. Cet enroulement modifie la forme du nuage d'électrons p dans la couche de graphite, et ce changement est lié au diamètre des nanotubes de carbone formés. Plus le diamètre est petit, plus la courbure est grande et plus le changement de forme du nuage d'électrons p est important. Au contraire, plus le diamètre du nanotube de carbone est grand, plus la courbure est petite, plus le nuage d'électrons p est proche du cas du graphite, et donc ses propriétés sont proches du graphite.
Quel est le diamètre minimum des nanotubes de carbone?
Les propriétés des nanotubes de carbone dépendent largement du diamètre et de la chiralité. Plus le diamètre est petit, plus la différence entre l'état de l'électron et sp2 est grande, et plus l'effet quantique est évident.
Pour les nanotubes de carbone à semi-conducteurs, la largeur de bande interdite est inversement proportionnelle au diamètre du tube et n'a rien à voir avec la chiralité.
Les nanotubes de carbone peuvent être utilisés dans une variété de plastiques tels que le PE, PP, PS, ABS, PVC, PA, ainsi que le caoutchouc, la résine et les matériaux composites. Ils peuvent être uniformément dispersés dans la matrice, donnant à la matrice d'excellentes propriétés conductrices.
Largement utilisé dans les industries suivantes:
Films, divers produits en plastique
Emballage antistatique
Matériaux d'emballage, de transmission et de traitement pour appareils électroniques
Rouleaux en caoutchouc conducteur, ceintures de transmission,
Industrie automobile
Câbles d'alimentation et accessoires
Revêtements conducteurs
Bobines de film
Blindage électromagnétique, Champs militaires
La quantité de nanotubes de carbone ajoutée n'est que d'un tiers à un cinquième de celle du noir de carbone conducteur, et la même conductivité peut être obtenue. Une addition excessive de charges conductrices ne causera pas de perte de propriétés mécaniques plastiques.
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