Ugljikovi nanomaterijali Uvod

Ljudi već dugo znaju samo da postoje tri alotropa ugljika: dijamant, grafit i amorfni ugljik.Međutim, u posljednja tri desetljeća, od nula-dimenzionalnih fulerena, jednodimenzionalnih ugljikovih nanocijevi, do dvodimenzionalnog grafena neprestano se otkrivaju, novi ugljikovi nanomaterijali i dalje privlače pozornost svijeta.Ugljikovi nanomaterijali mogu se klasificirati u tri kategorije prema stupnju ograničenja nanorazmjera na njihove prostorne dimenzije: nultodimenzionalni, jednodimenzionalni i dvodimenzionalni ugljikovi nanomaterijali.
0-dimenzionalni nanomaterijali odnose se na materijale koji su u nanometarskoj skali u trodimenzionalnom prostoru, kao što su nano-čestice, atomski klasteri i kvantne točke.Obično se sastoje od malog broja atoma i molekula.Postoje mnogi ugljični nano-materijali nulte dimenzije, kao što su čađa, nano-dijamant, nano-fuleren C60, čestice nano-metala obložene ugljikom.

Čim seC60otkriven, kemičari su počeli istraživati ​​mogućnost njihove primjene na katalizatoru.Trenutačno fulereni i njihovi derivati ​​u području katalitičkih materijala uglavnom uključuju sljedeća tri aspekta:

(1) fulereni izravno kao katalizator;

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

(3) Primjena fulerena i njihovih derivata u heterogenim katalizatorima.
Nano-metalne čestice obložene ugljikom nova su vrsta nulto-dimenzionalnog kompozita nano-ugljik-metal.Zbog ograničenja ugljične ljuske i zaštitnog učinka, metalne čestice mogu biti zatvorene u malom prostoru, a metalne nanočestice obložene njime mogu postojati stabilno pod utjecajem vanjske okoline.Ova nova vrsta nultodimenzionalnih ugljično-metalnih nanomaterijala ima jedinstvena optoelektronička svojstva i ima vrlo širok raspon primjena u medicini, materijalima za magnetsko snimanje, materijalima za elektromagnetsku zaštitu, materijalima za elektrode litijskih baterija i katalitičkim materijalima.

Jednodimenzionalni ugljični nanomaterijali znače da se elektroni slobodno kreću samo u jednom smjeru koji nije nanoskala i da je kretanje linearno.Tipični predstavnici jednodimenzionalnih ugljikovih materijala su ugljikove nanocijevi, ugljikova nanovlakna i sl.Razlika između to dvoje može se temeljiti na promjeru materijala koji treba razlikovati, također se može temeljiti na stupnju grafitizacije materijala koji se definira.Prema promjeru materijala znači da: promjer D ispod 50 nm, unutarnja šuplja struktura obično se naziva ugljikovim nanocijevima, a promjer u rasponu od 50-200 nm, uglavnom višeslojnim grafitnim limom uvijenim, s nema očitih Šuplje strukture često se nazivaju ugljikovim nanovlaknima.

Prema stupnju grafitizacije materijala, definicija se odnosi na grafitizaciju koja je bolja, orijentacijagrafitploča orijentirana paralelno s osi cijevi naziva se ugljikove nanocijevi, dok je stupanj grafitizacije nizak ili nema strukture grafitizacije. Raspored grafitnih ploča je neorganiziran, materijal sa šupljom strukturom u sredini, pa čak ivišeslojne ugljikove nanocijevisvi se dijele na ugljikova nanovlakna.Naravno, razlika između ugljikovih nanocijevi i ugljikovih nanovlakana nije očita u raznim dokumentima.

Po našem mišljenju, neovisno o stupnju grafitizacije ugljikovih nanomaterijala, razlikujemo ugljikove nanocijevi i ugljikova nanovlakna na temelju prisutnosti ili odsutnosti šuplje strukture.Odnosno, jednodimenzionalni ugljikovi nanomaterijali koji definiraju šuplju strukturu su ugljikove nanocijevi koje nemaju šuplju strukturu Ili šuplja struktura nije očigledna jednodimenzionalni ugljikovi nanomaterijali ugljikova nanovlakna.
Dvodimenzionalni ugljikovi nanomaterijali: Grafen je predstavnik dvodimenzionalnih ugljikovih nanomaterijala.Dvodimenzionalni funkcionalni materijali koje predstavlja grafen vrlo su popularni posljednjih godina.Ovaj zvjezdani materijal pokazuje nevjerojatna jedinstvena svojstva u mehanici, elektricitetu, toplini i magnetizmu.Strukturno, grafen je osnovna jedinica koja čini druge ugljikove materijale: savija se do nula-dimenzionalnih fulerena, uvija u jednodimenzionalne ugljikove nanocijevi i slaže u trodimenzionalni grafit.
Ukratko, ugljikovi nanomaterijali oduvijek su bili vruća tema u istraživanju nanoznanosti i tehnologije te su postigli značajan napredak u istraživanju.Zbog svoje jedinstvene strukture i izvrsnih fizičkih i kemijskih svojstava, ugljični nanomaterijali naširoko se koriste u materijalima za litij-ionske baterije, optoelektroničkim materijalima, nosačima katalizatora, kemijskim i biološkim senzorima, materijalima za skladištenje vodika i materijalima za superkondenzatore i drugim aspektima koji izazivaju zabrinutost.

China Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd — preteča industrijalizacije nano-ugljičnih materijala, prvi je domaći proizvođač ugljikovih nanocijevi i drugih nano-ugljikovih materijala za industrijsku proizvodnju i primjenu vodeće svjetske kvalitete, proizvodnju nano- ugljični materijali izvoze se u Diljem svijeta, odaziv je dobar.Na temelju nacionalne razvojne strategije i modularnog upravljanja, Hongwu Nano pridržava se tržišno orijentirane, tehnološki vođene, ispunjavanja razumnih zahtjeva kupaca kao svoje misije, i ulaže neumorne napore za jačanje snage kineske proizvodne industrije.