Cuối cùng nhận ra các ống nano carbon cường độ cao lần đầu tiên

Sợi ống nano carbon cực cao được thực hiện bằng phương pháp tăng trưởng mới
Soichiro Okubo
Chuyên gia, Phòng thí nghiệm Frontier Technologies
ống nano carbon (CNT) có tính chất mơ ước: nhẹ hơn nhôm, gấp 20 lần cường độ kéo tỷ lệ bóng đá trực tuyến thép và độ dẫn điện vượt trội so với đồng. Vì lý do này, vì cấu trúc tỷ lệ bóng đá trực tuyến chúng đã được làm sáng tỏ vào năm 1991, người ta đã hy vọng rằng các CNT sẽ được sử dụng làm vật liệu dây điện thế hệ tiếp theo. Tuy nhiên, hiệu suất vượt trội tỷ lệ bóng đá trực tuyến các sợi riêng lẻ (tinh thể đơn) bị mất khi chúng được làm thành sợi. Vì nhược điểm này, không ai có thể đưa nó ra thị trường, mặc dù các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới đã cố gắng hết sức để làm điều đó.
Phát triển vật liệu dây CNT tỷ lệ bóng đá trực tuyến chúng tôi cũng đã đi một con đường khó khăn để được công nhận là một chủ đề nghiên cứu. Nhờ các đồng nghiệp tỷ lệ bóng đá trực tuyến tôi hiểu được tầm quan trọng tỷ lệ bóng đá trực tuyến kỹ thuật này, các giám sát viên và giám đốc tỷ lệ bóng đá trực tuyến tôi đã chấp nhận thách thức, thực hiện một cách tiếp cận thiết kế lạc hậu và tất cả các tổ chức liên quan đã hợp tác trong nghiên cứu chung tỷ lệ bóng đá trực tuyến chúng tôi, cuối cùng chúng tôi đã đạt được một lộ trình để ứng dụng thực tế như một tài liệu dây điện sau 15 năm nghiên cứu. Bây giờ, tôi rất vui mừng về tầm nhìn tiếp theo nằm phía trước.
Nanotubes carbon (CNTs) là gì, ở nơi đầu tiên?
Khi các hạt nano tỷ lệ bóng đá trực tuyến các kim loại chuyển tiếp như sắt, niken và cobalt phản ứng với nguyên liệu hydrocarbon ở nhiệt độ cao để ngâm carbon (viôi hóa), carbon dư thừa tích tụ trên bề mặt tỷ lệ bóng đá trực tuyến các hạt nano. Đây là CNT. Một khi carbon trong kim loại đã cạn kiệt, không có sự tăng trưởng nào xảy ra, nhưng chúng ta có thể duy trì sự tăng trưởng này bằng cách bổ sung khí carbon. Tuy nhiên, các CNT thu được bằng các phương pháp tăng trưởng thông thường, bị giới hạn trong các ứng dụng tỷ lệ bóng đá trực tuyến chúng vì chúng có chiều dài khoảng 1 cm ở mức dài nhất và chất lượng không ổn định.
Honeycomb giữ chìa khóa để khắc phục điểm yếu trong tăng trưởng ống nano carbon
Lý do chính cho các tính chất kém tỷ lệ bóng đá trực tuyến sợi CNT là chiều dài cực kỳ ngắn tỷ lệ bóng đá trực tuyến mỗi sợi đơn (vài chục micron) và độ khó kỹ thuật tỷ lệ bóng đá trực tuyến việc căn chỉnh và lắp ráp các sợi này. Tuy nhiên, đột phá đột ngột. Trong một dự án nghiên cứu chung với Đại học Tsukuba, các điều kiện vô tình do một sinh viên đặt ra đã dẫn đến việc phát hiện ra các CNT gần như hoàn hảo xếp hàng gọn gàng ở cuối các kênh hẹp và phát triển đến vài cm. Phát hiện này đã truyền cảm hứng cho chúng tôi để thử một thiết bị sản xuất chưa từng có bằng cách sử dụng các kênh hẹp tỷ lệ bóng đá trực tuyến tổ ong gốm không tốn kém trên thị trường. Do đó, vật liệu dây CNT độc quyền tỷ lệ bóng đá trực tuyến chúng tôi đã thu được và đạt được cường độ kỷ lục thế giới là 14 GPa (dựa trên dữ liệu phòng thí nghiệm hàng đầu cho dây được sử dụng bằng nhựa), vượt quá cả sợi carbon (tối đa 7 GPa).
Cơ hội đáng kể để sử dụng trong thang máy không gian
Người ta nói rằng việc sử dụng vật liệu composite sợi carbon trong máy bay đã giảm mức tiêu thụ nhiên liệu tỷ lệ bóng đá trực tuyến Boeing 787 xuống 25%. Nếu đó là trường hợp, sử dụng CNT tỷ lệ bóng đá trực tuyến chúng tôi, mạnh hơn nhiều so với sợi carbon thông thường, trong vật liệu cấu trúc cho máy bay, ô tô và máy bay không người lái sẽ cải thiện hơn nữa hiệu quả nhiên liệu bằng cách giảm cân. Ngoài ra, một dự án quốc gia mà chúng tôi hiện đang tham gia nhằm mục đích phát triển nó như một vật liệu chống ảnh hưởng, hình dung việc sử dụng nó như một thành phần an toàn để bảo vệ hành khách ô tô và là người bảo vệ hiệu suất cao cho các vận động viên. Với các ứng dụng trong tương lai trong thang máy không gian trong tầm ngắm tỷ lệ bóng đá trực tuyến chúng tôi, CNT tỷ lệ bóng đá trực tuyến chúng tôi có tiềm năng không giới hạn.
Thông tin liên quan
""Novel Carbon Nanofibers Bridge-Grown in Carburized Iron Substrate, "Đánh giá kỹ thuật SEI số 79
・"Fabrication of high-strength carbon nanotube bundles using iron oxides co-assisted chemical vapor deposition," Applied Physics Letters 115, 023106 (2019). doi: 10.1063/1.5098370
"Tính chất cơ học tỷ lệ bóng đá trực tuyến sợi ống nano carbon được sản xuất bằng phương pháp cầu nổi," Cuộc họp mùa thu JSAP thứ 80 2019
・"Fast-Flow-Assisted Floating-Catalyst Chemical Vapor Deposition for Direct Fabrication of Carbon Nanotube Fibers," NT21, Rice University, USA
Đánh giá kỹ thuật điện Sumitomo
Một tạp chí về các bài báo kỹ thuật giải thích các công nghệ điện Sumitomo. Giấy tờ kỹ thuật có sẵn ở định dạng PDF.
Tìm hiểu thêm