Les nanotubes de carbone (NTC) ont été officiellement nommés pour la première fois en 1991. Les nanotubes de carbone de qualité scientifique sont des cristaux de nanotubes sans soudure formés par des couches de graphite curling. Selon le nombre de couches de graphite, elles peuvent être divisées en tubes à simple paroi, tubes à double paroi et tubes à parois multiples. En raison des différents angles de «curling» du graphite, les nanotubes de carbone peuvent former des structures en forme de chaise, en forme de Z ou chirales.
Les nanotubes de carbone de qualité scientifique ont des propriétés physiques et chimiques uniques. Par exemple, en termes de conductivité, les nanotubes de carbone peuvent être métalliques ou semi-conducteurs. Même différentes parties du même nanotube de carbone montreront une conductivité différente en raison de différentes structures. De plus, la conductivité des nanotubes de carbone est étroitement liée à leur diamètre et à leur chiralité. Les nanotubes de carbone sont considérés comme un conducteur à 7 dimensions. Des études ont montré que la capacité de charge actuelle des nanotubes de carbone est mille fois supérieure à celle des fils de cuivre. Un autre exemple est que les nanotubes de carbone ont d'excellentes propriétés mécaniques. Bien que sa densité soit 1/6 de celle de l'acier, sa résistance est 100 fois supérieure à celle de l'acier. Parce que les nanotubes de carbone ont une résistance extrêmement élevée, ils sont considérés comme la forme ultime de la fibre et de la phase de renforcement avec un rapport résistance/poids élevé. En raison de sa structure spéciale, il a également la bonne capacité de flexibilité, de résilience et d'anti-déformation.
En outre, les nanotubes de carbone de qualité recherche scientifique ont de nombreuses propriétés telles qu'une bonne stabilité chimique, une stabilité thermique élevée, bonne conductivité thermique axiale, supraconductivité à basse température, caractéristiques d'absorption des ondes électromagnétiques et bonne adsorption. Les résultats de la recherche appliquée montrent que, sur la base des excellentes propriétés électriques et mécaniques des nanotubes de carbone, les nanotubes de carbone peuvent être largement utilisés dans les domaines de haute technologie tels que l'énergie, les matériaux et les sciences de la vie. Par exemple, il peut être utilisé comme nouveau type de matériau de renforcement, de composants électroniques, de matériaux furtifs, de nouveaux matériaux de stockage d'hydrogène, de supports de catalyseur et de matériaux d'électrode, etc., parmi lesquels il a le potentiel dans l'application de l'électronique et des matériaux composites. L'avantage d'utiliser des nanotubes de carbone pour préparer des matériaux composites est qu'ils sont faciles à traiter et à façonner, et parce que les nanotubes de carbone ont une faible densité et un rapport d'aspect élevé, leur contenu de volume peut être réduit beaucoup comparé aux remplisseurs sphériques.
Les nanotubes de carbone sont une autre variante du carbone élémentaire en plus du graphite, du diamant, Carbone amorphe et fullerène. Ici, les atomes de carbone sont disposés dans une forme hexagonale. Cette structure est équivalente à une couche enroulée de graphite monoatomique ou polyatomique, de sorte que l'on forme un cylindre creux d'un diamètre habituellement de quelques nanomètres et d'une longueur de quelques millimètres au plus. En principe, une distinction est faite entre les nanotubes de carbone multi-parois et les nanotubes de carbone à paroi simple, qui sont également généralement abrégés en MWNTs et SWNTs dans la littérature (de l'anglais: nanotubes à parois multiples et nanotubes à paroi unique. En raison des forces de van der Waals, les nanotubes de carbone montrent une forte tendance à s'agréger en faisceaux, ils doivent donc être déliés/dispersés par des forces de cisaillement élevées pendant le processus d'extrusion sans les raccourcir sévèrement.
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