Ugljični nanomaterijali Uvod

Dugo vremena ljudi znaju samo da postoje tri alotropa ugljika: dijamant, grafit i amorfni ugljik.Međutim, u protekle tri decenije, od nul-dimenzionalnih fulerena, jednodimenzionalnih ugljikovih nanocijevi, do dvodimenzionalnog grafena kontinuirano se otkriva, novi ugljični nanomaterijali i dalje privlače pažnju svijeta.Ugljični nanomaterijali se mogu klasificirati u tri kategorije prema stepenu ograničenja na nanosmjeri na njihove prostorne dimenzije: nul-dimenzionalni, jednodimenzionalni i dvodimenzionalni ugljični nanomaterijali.
0-dimenzionalni nanomaterijali se odnose na materijale koji se nalaze u nanometarskoj skali u trodimenzionalnom prostoru, kao što su nano-čestice, atomski klasteri i kvantne tačke.Obično se sastoje od malog broja atoma i molekula.Postoje mnogi nulto-dimenzionalni ugljični nanomaterijali, kao što su čađa, nano-dijamant, nano-fuleren C60, čestice nano-metala obložene ugljikom.

Čim seC60je otkriven, kemičari su počeli istraživati ​​mogućnost njihove primjene na katalizatoru.Trenutno, fulereni i njihovi derivati ​​u oblasti katalitičkih materijala uglavnom uključuju sljedeća tri aspekta:

(1) fulereni direktno kao katalizator;

(2) fulereni i njihovi derivati ​​kao homogeni katalizator;

(3) Primjena fulerena i njihovih derivata u heterogenim katalizatorima.
Nanometalne čestice obložene ugljikom su novi tip kompozita nano-ugljik-metal bez dimenzija.Zbog ograničenja karbonske ljuske i zaštitnog efekta, metalne čestice mogu biti zatvorene u malom prostoru, a metalne nanočestice obložene u njima mogu stabilno postojati pod utjecajem vanjskog okruženja.Ovaj novi tip nulto-dimenzionalnih nanomaterijala ugljik-metal ima jedinstvena optoelektronska svojstva i ima vrlo širok spektar primjena u medicini, materijalima za magnetno snimanje, materijalima za elektromagnetnu zaštitu, materijalima za elektrode litijumskih baterija i katalitičkim materijalima.

Jednodimenzionalni ugljični nanomaterijali znače da se elektroni slobodno kreću u samo jednom smjeru koji nije nanorazmjera i da je kretanje linearno.Tipični predstavnici jednodimenzionalnih ugljičnih materijala su ugljične nanocijevi, karbonska nanovlakna i slično.Razlika između njih može se zasnivati ​​na prečniku materijala koji treba razlikovati, takođe se može zasnivati ​​na stepenu grafitizacije materijala koji se definiše.Prema prečniku materijala znači da: prečnik D ispod 50nm, unutrašnja šuplja struktura se obično naziva ugljeničnim nanocevima, a prečnik u rasponu od 50-200nm, uglavnom višeslojnim grafitnim limom uvijenim, sa nema očiglednih šupljih struktura se često nazivaju ugljeničnim nanovlaknima.

Prema stepenu grafitizacije materijala definicija se odnosi na bolju grafitizaciju, orijentacijugrafitploča orijentirana paralelno s osom cijevi naziva se ugljične nanocijevi, dok je stupanj grafitizacije nizak ili nema grafitizirane strukture , Raspored grafitnih listova je neorganiziran, materijal sa šupljom strukturom u sredini pa čak ivišezidne ugljične nanocijevisvi su podijeljeni na karbonska nanovlakna.Naravno, razlika između ugljičnih nanocijevi i karbonskih nanovlakna nije očigledna u raznim dokumentima.

Po našem mišljenju, bez obzira na stepen grafitizacije ugljeničnih nanomaterijala, razlikujemo ugljenične nanocevi i ugljenična nanovlakna na osnovu prisustva ili odsustva šuplje strukture.Odnosno, jednodimenzionalni ugljični nanomaterijali koji definiraju šuplju strukturu su ugljične nanocijevi koje nemaju šuplju strukturu ili šuplja struktura nije očigledna jednodimenzionalni ugljični nanomaterijali ugljična nanovlakna.
Dvodimenzionalni ugljenični nanomaterijali: Grafen je predstavnik dvodimenzionalnih ugljeničnih nanomaterijala.Dvodimenzionalni funkcionalni materijali predstavljeni grafenom bili su vrlo vrući posljednjih godina.Ovaj zvjezdani materijal pokazuje zadivljujuća jedinstvena svojstva u mehanici, elektricitetu, toplini i magnetizmu.Strukturno, grafen je osnovna jedinica od koje se sastoje drugi ugljični materijali: savija se do nula-dimenzionalnih fulerena, uvija se u jednodimenzionalne ugljične nanocijevi i slaže u trodimenzionalni grafit.
Ukratko, ugljenični nanomaterijali su oduvijek bili vruća tema u nanonaučnim i tehnološkim istraživanjima i napravili su važan napredak u istraživanju.Zbog svoje jedinstvene strukture i odličnih fizičkih i hemijskih svojstava, ugljenični nanomaterijali se široko koriste u materijalima litijum-jonskih baterija, optoelektronskim materijalima, nosačima katalizatora, hemijskim i biološkim senzorima, materijalima za skladištenje vodonika i materijalima superkondenzatora i drugim aspektima koji su zabrinuti.

China Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd — preteča industrijalizacije nano-karbonskih materijala, prvi je domaći proizvođač ugljičnih nanocijevi i drugih nano-karbonskih materijala za industrijsku proizvodnju i primjenu vodećeg svjetskog kvaliteta, proizvodnju nano-ugljičnih materijala. karbonski materijali su izvezeni u cijelom svijetu, odziv je dobar.Na osnovu nacionalne razvojne strategije i modularnog upravljanja, Hongwu Nano se pridržava tržišno orijentisanog, tehnološkog pokreta, kako bi zadovoljio razumne zahtjeve kupaca kao svoju misiju, i čini neprekidne napore da ojača snagu kineske proizvodne industrije.