Νανοϋλικά άνθρακα Εισαγωγή

Για πολύ καιρό, οι άνθρωποι γνωρίζουν μόνο ότι υπάρχουν τρία αλλότροπα άνθρακα: διαμάντι, γραφίτης και άμορφος άνθρακας.Ωστόσο, τις τελευταίες τρεις δεκαετίες, από τα μηδενικά φουλλερένια, τους μονοδιάστατους νανοσωλήνες άνθρακα, έως το δισδιάστατο γραφένιο έχει ανακαλυφθεί συνεχώς, νέα νανοϋλικά άνθρακα εξακολουθούν να προσελκύουν την προσοχή του κόσμου.Τα νανοϋλικά άνθρακα μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με τον βαθμό περιορισμού της νανοκλίμακας στις χωρικές τους διαστάσεις: μηδενικά, μονοδιάστατα και δισδιάστατα νανοϋλικά άνθρακα.
Τα 0-διάστατα νανοϋλικά αναφέρονται σε υλικά που βρίσκονται στην κλίμακα νανομέτρων στον τρισδιάστατο χώρο, όπως τα νανοσωματίδια, τα ατομικά σμήνη και οι κβαντικές κουκκίδες.Συνήθως αποτελούνται από μικρό αριθμό ατόμων και μορίων.Υπάρχουν πολλά νανο-υλικά άνθρακα μηδενικών διαστάσεων, όπως αιθάλη, νανο-διαμάντι, νανο-φουλερένιο C60, επικαλυμμένα με άνθρακα σωματίδια νανο-μετάλλων.

Μόλις τοC60ανακαλύφθηκε, οι χημικοί άρχισαν να διερευνούν τη δυνατότητα εφαρμογής τους στον καταλύτη.Επί του παρόντος, τα φουλλερένια και τα παράγωγά τους στον τομέα των καταλυτικών υλικών περιλαμβάνουν κυρίως τις ακόλουθες τρεις πτυχές:

(1) φουλλερένια απευθείας ως καταλύτης.

(2) φουλλερένια και τα παράγωγά τους ως ομογενής καταλύτης.

(3) Εφαρμογή των Φουλερενίων και των Παραγώγων τους σε Ετερογενείς Καταλύτες.
Τα επικαλυμμένα με άνθρακα σωματίδια νανο-μετάλλων είναι ένας νέος τύπος σύνθετου υλικού μηδενικών διαστάσεων νανο-άνθρακα-μετάλλου.Λόγω του περιορισμού του κελύφους άνθρακα και του προστατευτικού αποτελέσματος, τα μεταλλικά σωματίδια μπορούν να περιοριστούν σε ένα μικρό χώρο και τα μεταλλικά νανοσωματίδια που είναι επικαλυμμένα σε αυτό μπορούν να υπάρχουν σταθερά υπό την επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος.Αυτός ο νέος τύπος μηδενικών διαστάσεων νανοϋλικών άνθρακα-μετάλλου έχει μοναδικές οπτοηλεκτρονικές ιδιότητες και έχει ένα πολύ ευρύ φάσμα εφαρμογών σε ιατρικά, μαγνητικά υλικά εγγραφής, υλικά ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης, υλικά ηλεκτροδίων μπαταρίας λιθίου και καταλυτικά υλικά.

Τα μονοδιάστατα νανοϋλικά άνθρακα σημαίνουν ότι τα ηλεκτρόνια κινούνται ελεύθερα σε μία μόνο διεύθυνση μη νανοκλίμακας και η κίνηση είναι γραμμική.Τυπικοί εκπρόσωποι μονοδιάστατων υλικών άνθρακα είναι νανοσωλήνες άνθρακα, νανοΐνες άνθρακα και παρόμοια.Η διαφορά μεταξύ των δύο μπορεί να βασίζεται στη διάμετρο του υλικού προς διάκριση, μπορεί επίσης να βασίζεται στον βαθμό γραφιτοποίησης του υλικού που πρόκειται να καθοριστεί.Σύμφωνα με τη διάμετρο του υλικού σημαίνει ότι: η διάμετρος D κάτω από 50 nm, η εσωτερική κούφια δομή αναφέρεται συνήθως ως νανοσωλήνες άνθρακα και η διάμετρος στην περιοχή των 50-200 nm, κυρίως από το πολυστρωματικό φύλλο γραφίτη τυλιγμένο, με Δεν υπάρχουν εμφανείς κοίλες δομές αναφέρονται συχνά ως νανοΐνες άνθρακα.

Σύμφωνα με τον βαθμό γραφιτοποίησης του υλικού, ο ορισμός αναφέρεται στο ότι η γραφιτοποίηση είναι καλύτερη, ο προσανατολισμός τουγραφίτηςτο φύλλο που προσανατολίζεται παράλληλα προς τον άξονα του σωλήνα ονομάζεται νανοσωλήνες άνθρακα, ενώ ο βαθμός γραφιτοποίησης είναι χαμηλός ή καθόλου δομή γραφιτοποίησης, Η διάταξη των φύλλων γραφίτη είναι αποδιοργανωμένη, το υλικό με κοίλη δομή στη μέση και ακόμη και τονανοσωλήνες άνθρακα πολλαπλών τοιχωμάτωνόλα χωρίζονται σε νανοΐνες άνθρακα.Φυσικά, η διάκριση μεταξύ νανοσωλήνων άνθρακα και νανοϊνών άνθρακα δεν είναι προφανής σε διάφορα έγγραφα.

Κατά τη γνώμη μας, ανεξάρτητα από το βαθμό γραφιτοποίησης των νανοϋλικών άνθρακα, διακρίνουμε μεταξύ νανοσωλήνων άνθρακα και νανοϊνών άνθρακα με βάση την παρουσία ή την απουσία μιας κοίλης δομής.Δηλαδή, τα μονοδιάστατα νανοϋλικά άνθρακα που ορίζουν μια κοίλη δομή είναι νανοσωλήνες άνθρακα που δεν έχουν κούφια δομή Ή η κοίλη δομή δεν είναι προφανής μονοδιάστατα νανοϋλικά άνθρακα νανοΐνες άνθρακα.
Δισδιάστατα νανοϋλικά άνθρακα: Το γραφένιο είναι αντιπρόσωπος των δισδιάστατων νανοϋλικών άνθρακα.Τα δισδιάστατα λειτουργικά υλικά που αντιπροσωπεύονται από το γραφένιο είναι πολύ καυτά τα τελευταία χρόνια.Αυτό το αστρικό υλικό παρουσιάζει εκπληκτικές μοναδικές ιδιότητες στη μηχανική, τον ηλεκτρισμό, τη θερμότητα και τον μαγνητισμό.Δομικά, το γραφένιο είναι η βασική μονάδα που συνθέτει άλλα υλικά άνθρακα: στρεβλώνει μέχρι μηδενικών διαστάσεων φουλερένια, μπούκλες σε μονοδιάστατους νανοσωλήνες άνθρακα και στοιβάζεται σε τρισδιάστατο γραφίτη.
Συνοπτικά, τα νανοϋλικά άνθρακα ήταν πάντα ένα καυτό θέμα στη νανοεπιστήμη και την τεχνολογική έρευνα και έχουν σημειώσει σημαντική ερευνητική πρόοδο.Λόγω της μοναδικής δομής και των εξαιρετικών φυσικών και χημικών ιδιοτήτων τους, τα νανοϋλικά άνθρακα χρησιμοποιούνται ευρέως σε υλικά μπαταριών ιόντων λιθίου, οπτοηλεκτρονικά υλικά, φορείς καταλυτών, χημικούς και βιολογικούς αισθητήρες, υλικά αποθήκευσης υδρογόνου και υλικά υπερπυκνωτών και άλλες ανησυχητικές πτυχές.

China Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd — ο πρόδρομος της εκβιομηχάνισης υλικών νανο-άνθρακα, είναι ο πρώτος εγχώριος κατασκευαστής νανοσωλήνων άνθρακα και άλλων υλικών νανο-άνθρακα για βιομηχανική παραγωγή και εφαρμογή κορυφαίας ποιότητας στον κόσμο, παραγωγή νανο- υλικά άνθρακα έχουν εξαχθεί σε όλο τον κόσμο, η ανταπόκριση είναι καλή.Με βάση την εθνική στρατηγική ανάπτυξης και τη σπονδυλωτή διαχείριση, η Hongwu Nano τηρεί την προσανατολισμένη στην αγορά, με γνώμονα την τεχνολογία, για να ανταποκριθεί στις εύλογες απαιτήσεις των πελατών ως αποστολή της και καταβάλλει αδιάκοπες προσπάθειες για να ενισχύσει τη δύναμη της μεταποιητικής βιομηχανίας της Κίνας.