荷电对单壁碳纳米管稳定性的影响

采用基于密度泛函理论的DMol3程序对荷电的短开口单壁碳纳米管进行了结构优化计算. 结果表明, 体系的总能量随荷电量按抛物线规律变化, 体系的最高占据分子轨道能量随荷电量按线性规律变化, 碳管荷一定量负电荷时总能量最低, 碳管具有正的电子亲合势, 荷一定量负电荷的单壁碳纳米管比电中性的单壁碳纳米管结构更稳定. 荷电量较小时, 单壁碳纳米管的原子结构随荷电量的变化很小, 忽略碳管原子结构的变化仍能得到体系的总能量和最高占据分子轨道能量随荷电量变化的正确定性结果. 荷电量较大时, 开口单壁碳纳米管的端口原子结构首先受到影响, 形成喇叭口形状. 随着荷电量的增加, 碳管端口的原子结构将变得不稳定, 最终导致碳管原子结构的破坏.     

碳纳米管对钢筋混凝土耐氯盐腐蚀性能的影响

采用电化学快速腐蚀法研究了碳纳米管掺量(0.1%~0.5%)对钢筋混凝土在5%氯盐环境下的电流强度、变形开裂特征及钢筋质量损失率的影响.结果表明:少量碳纳米管会在混凝土中形成微细电容器,降低钢筋混凝土的导电性,保护钢筋防止钢筋腐蚀;而掺量较多时会形成导电通路,增加混凝土的导电性,提高钢筋混凝土的腐蚀电流强度.变形性能测试结果表明:0.1%~0.3%碳纳米管使得混凝土开裂破坏时间延长11%~32%;掺量较多时,会提高钢筋混凝土开裂破坏速度,钢筋混凝土开裂时间比普通混凝土提早了27.8%.钢筋质量损失率测试结果表明:在混凝土中掺入0.1%~0.3%碳纳米管使得钢筋质量损失率比普通混凝土低30%~81%.扫描电镜测试结果表明:腐蚀后,普通混凝土保护层中存在大量的针柱状腐蚀针体,并且还可以观察到脆性裂缝,而碳纳米管改性混凝土中的裂缝较小,碳纳米管束缚针状晶体并相互交缠.     

基于超级电容器的TiN@CNTF电极制备及性能研究

超级电容器因其独特的性能在便携式、可穿戴电子器件领域有着很大的应用潜力。目前对超级电容器的研究主要集中在对超级电容器电极材料的研究上。碳纳米管纤维具有电导率高、力学性能好、柔韧性高等优点,是超级电容器的理想电极材料。但是,碳纳米管纤维电容量的提升被其较小的比表面积所限制。通过在碳纳米管纤维表面生长三维阵列能够有效提高碳管纤维的比表面积,从而增大电容量。因此,采用水热法,在碳纳米管纤维表面成功生长TiO2纳米阵列,并通过氨气氮化获得了TiN@CNTF电极材料。采用三电极测试TiN@CNTF电极在Na2SO4溶液中的比电容达到215.5mF/cm2,有望作为一种柔性超级电容器的负极材料得到应用。     

单壁碳纳米管的分离方法

单壁碳纳米管根据长度、管径、导电属性、手性和对称性的不同分为多种结构类型.结构不同的单壁碳纳米管在光、热、电、磁等物理性质以及许多化学反应方面表现不同,因此在应用方面有很大的差异.为了获得结构均一的单壁碳纳米管,人们发展了多种分离方法.这些方法包括梯度密度离心法、共价修饰分离法、非共价修饰分离法、电泳分离法、色谱分离法、场流分离法、萃取分离法、刻蚀分离法、基于电流效应分离法、胶带法和洗涤法.根据单壁碳纳米管的结构特征,分离可以分为5个层次,依次是长度、管径、导电属性、手性和对称性.导电属性的分离是目前研究的重点,半导体性单壁碳纳米管同时具有带隙、超小尺寸和超高载流子迁移率,在纳电子领域有广阔的应用前景,有望取代硅基器件引发下一代电子器件革命.手性管和对映异构体的分离是新的发展点,近期手性管的分离已经取得很多进展,对映异构体的分离则处在起步阶段.本文将从这5个层次阐述单壁碳纳米管的分离方法及其原理,同时分析不同分离方法的优缺点.     

High-performance flexural fatigue of carbon nanotube yarns

Carbon nanotube yarns （CNTY） possess good specific strength and specific conductivity. As such, their potential for commercial applications is significant. Fatigue performance is a significant consideration in yarn/wire applications. In this study, the flexural fatigue performance of CNTY spun from super-aligned carbon nanotube arrays was investigated using a reversed bending test. The results showed that CNTY exhibited excellent resistance to pure flexural fatigue, significantly outperforming stainless steel wire; CNTY failed where a combination of flexural fatigue and tension-tension fatigue had special hollow fracture morphology, and CNTY resistance remained fundamentally unchanged in the combination fatigue process.     

不同导电剂对LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4正极性能的影响

将碳纳米管(CNT)、导电炭黑Super-P(SP)复合作为磷酸锰铁锂(LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4)正极材料极片制备过程中的导电剂,与单一采用SP作为导电剂的LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4正极片进行对比。采用复合导电剂的材料,极片电阻率明显低于采用SP导电剂的材料,且电化学性能改善明显。     

碳纳米管增强铜基复合材料的类注射成型方法制备研究

采用低成本、大规模的类粉末注射成形技术制备碳纳米管(CNTs)/铜基复合材料,研究了脱脂及烧结工艺、轧制温度及轧制道次以及CNTs含量对复合材料结构和性能的影响.结果表明,借助聚合物粘结剂能实现CNTs与铜粉的均匀混合,适当量的CNTs的加入对基体有明显的增强效果,含量为1%时得到的复合材料各项性能最好.对烧结后的样品进行热轧制处理,不但能够使铜基体的显微组织发生明显变化,产生显著的加工硬化效果,而且在大变形作用下,CNTs的分散也会变得更加均匀,从而明显提高复合材料的致密度和显微硬度.     

原位聚合法合成多功能碳纳米管复合材料研究进展

原位聚合法是合成碳纳米管的重要方法之一,目前已经被广泛研究.总结了近年来国内外的研究进展,并对原位聚合法的发展前景进行了展望.     

原位合成碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状

本文简单介绍了碳纳米管的性质和优点,概述了目前国内外对原位合成碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状并阐述了原位合成碳纳米管增强金属基复合材料目前仍待解决的问题。     

新式橡胶

日本科学家近日用碳纳米管合成了一种特殊的“钢筋铁骨橡胶”材料，这种材料有着独特的性能，即它不仅能在极端高低温的条件下仍然保持弹性。而且无论将它折成什么形状，它都会自动恢复原状。科学家表示，尽管这种材料很独特，但它昂贵的价格不适合大众使用。迄今为止，还没有出现大规模使用这种材料的案例。但是科学家表示，他们会在未来大规模的使用这种物质，为人们生活提供更多方便。