原子結構如何影響碳納米管的不同性質
由于碳納米管的獨特屬性,它在科學研究和商業應用方面都具有很大的意義??査顾麓髮W的一篇新論文研究了原子結構如何影響材料的不同特性。
研究人員說:“目前,碳納米管的測量標準太少,也沒有合適的分類系統,我研究了結晶度對不同性質的影響,如管子的彎曲剛度和導電性。”
眾所周知,如果管子有一個完美的原子結構,這些特性就會很突出,然而,現實中很少有這種情況發生。相反,研究人員觀察到,管壁由各種大型 "晶粒 "拼湊而成,具有良好的有序原子結構。這些晶粒的大小,加上其他缺陷,使材料具有不同的特性。
碳納米管是由碳原子組成的非常薄而輕的空心管,管壁只有一個原子厚。管壁就像一張卷成圓柱體的石墨片,六邊形的圖案構成了這張片。由于其獨特的機械、電氣和熱性能,碳納米管為科學研究和工業及商業應用提供了巨大的潛力,例如在復合材料行業,但使用的領域比這更廣泛。
完美圖案的晶粒
研究人員說:"我研究了原子結構中不同的不規則性對材料性能的影響程度,為了研究原子結構,我使用了卡爾斯塔德大學這里的透射電子顯微鏡。這臺顯微鏡使用一束電子而不是可見光來分析材料,這使得我們有可能在納米級(即十億分之一米)上觀察管子,這是令人難以置信的小。例如,我的研究表明,性能對管壁內原子的順序和周期性的依賴并不總是完全線性的,而且有一些臨界點,僅僅通過增加一點結晶度就可以大幅提高性能。這是一個非常有趣的結果,表明有必要對碳納米管的表征方法進行更多的研究和開發,以便將正確的管子用于正確的目的,并進一步開發管子的生產方法。"
透射電子顯微鏡
使用這種技術,你可以繞過可見光的分辨率限制,即大約一微米,而低至大約100皮米,即0.1納米,這足以解決單個原子。在該大學的顯微鏡內,還可以用一個定制的探針操縱碳納米管,該探針可以在納米水平上進行控制。
相關人員說:"我們的電子顯微鏡位于21號房,但它完全與房子其他地方的振動隔離,如果顯微鏡與房子有接觸,只需要一個人在房間外的走廊上走動,振動就會使圖像模糊,無法使用。"
碳納米管的應用領域
今天,碳納米管在許多不同的產品中都有應用,研究人員繼續探索使用這種材料的創造性新方法,碳納米管可以在各種復合材料中找到,例如,在網球拍和自行車等運動設備中,由于它能夠提高強度,同時又能減輕重量。由于它的導電性,它在各種電子產品中也很有用,而且還有更多奇特的用途在等著我們。
研究人員說:“目前,碳納米管的測量標準太少,也沒有合適的分類系統,我研究了結晶度對不同性質的影響,如管子的彎曲剛度和導電性。”
眾所周知,如果管子有一個完美的原子結構,這些特性就會很突出,然而,現實中很少有這種情況發生。相反,研究人員觀察到,管壁由各種大型 "晶粒 "拼湊而成,具有良好的有序原子結構。這些晶粒的大小,加上其他缺陷,使材料具有不同的特性。
碳納米管是由碳原子組成的非常薄而輕的空心管,管壁只有一個原子厚。管壁就像一張卷成圓柱體的石墨片,六邊形的圖案構成了這張片。由于其獨特的機械、電氣和熱性能,碳納米管為科學研究和工業及商業應用提供了巨大的潛力,例如在復合材料行業,但使用的領域比這更廣泛。
完美圖案的晶粒
研究人員說:"我研究了原子結構中不同的不規則性對材料性能的影響程度,為了研究原子結構,我使用了卡爾斯塔德大學這里的透射電子顯微鏡。這臺顯微鏡使用一束電子而不是可見光來分析材料,這使得我們有可能在納米級(即十億分之一米)上觀察管子,這是令人難以置信的小。例如,我的研究表明,性能對管壁內原子的順序和周期性的依賴并不總是完全線性的,而且有一些臨界點,僅僅通過增加一點結晶度就可以大幅提高性能。這是一個非常有趣的結果,表明有必要對碳納米管的表征方法進行更多的研究和開發,以便將正確的管子用于正確的目的,并進一步開發管子的生產方法。"
透射電子顯微鏡
使用這種技術,你可以繞過可見光的分辨率限制,即大約一微米,而低至大約100皮米,即0.1納米,這足以解決單個原子。在該大學的顯微鏡內,還可以用一個定制的探針操縱碳納米管,該探針可以在納米水平上進行控制。
相關人員說:"我們的電子顯微鏡位于21號房,但它完全與房子其他地方的振動隔離,如果顯微鏡與房子有接觸,只需要一個人在房間外的走廊上走動,振動就會使圖像模糊,無法使用。"
碳納米管的應用領域
今天,碳納米管在許多不同的產品中都有應用,研究人員繼續探索使用這種材料的創造性新方法,碳納米管可以在各種復合材料中找到,例如,在網球拍和自行車等運動設備中,由于它能夠提高強度,同時又能減輕重量。由于它的導電性,它在各種電子產品中也很有用,而且還有更多奇特的用途在等著我們。










































