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应用领域

汽车电池
碳纳米管在新能源领域的应用

(1)碳纳米管具有优异的电学性能,在电池领域应用广泛。可应用于铅酸电池、锂电池、电动汽车以及所处高温环境以及全天候监控设备的传感器电源。

(2)增强电池的充放电能力、提高电池的倍率性能、循环性能和容量等性能,降低电池内阻,延长电池的寿命。

(3)通过碳纳米管电极制作技术,开发氢燃料电池膜电极,减少膜电极的面积、燃料电池堆的材料、重量和体积,降低电池系统成本。

碳纳米管在半导体芯片等电子器件领域的应用

碳纳米管具有优异的力学和电学性能,在芯片、传感器和触控屏等电子器件领域深受欢迎。

(1)在存储器领域,开发了纳米随机存储器,这是一种非易失性存储器技术,通过碳纳米管的小尺寸获得很高的存储密度。

(2)碳纳米管可以研制出具有优异性能的微芯片,其具有非常快的运算速度、耗能低以及发热低。

(3)碳纳米管缩小了传感器尺寸,耗能低,操作安全,具有良好的灵敏性和可选择性,能降低传感器工作温度且校准简单。

轮胎
碳纳米管在新型复合材料领域的应用

碳纳米管可以提高复合材料的力学性能。

(1)材料添加碳纳米管可增加其抗压强度、改善固化过程并缩短固化时间。广泛用于陶瓷、瓷砖、水泥、橡胶轮胎和塑料等领域。

(2)添加碳纳米管可以提高材料的强度、韧性、抗裂性、耐磨耗等物理性能,可以提高材料的导电性能,从而提高成品的使用寿命。

(3)碳纳米管具有优异的防腐性能和强度,可应用于石油行业等具有恶劣环境的工业,提高设备在恶劣环境下的使用寿命。

碳纳米管在油漆和涂料领域的应用

碳纳米管具有优异的导电性、力学性能、高吸光度,宽频段,多角度吸收等特性。

(1)碳纳米管可制超黑复合涂料、隐身吸波涂料、导电涂料以及新型功能性涂料,同时碳纳米管在天文望远镜、液晶显示器等制造领域也具有巨大的市场潜力。

(2)碳纳米管通过改善机械性能如硬度、柔韧性、耐磨性、导电性等来增强油漆和涂料。可改善耐老化性和耐腐蚀性,还可根据需求调节涂料的自洁、抗静电、吸波隐身等功能。

涂料
航天
碳纳米管在航空航天领域的应用

(1)在航空领域可以制造超高强度、轻质、导电和导热等多功能的碳纳米管基航空结构材料。碳纳米管可以提高在轨航天器可靠性并延长寿命,进而降低运营维护成本。

(2)碳纳米管还可以加工为碳纳米管晶片,应用于纳米卫星等航天设备上。还可以用于制造航空航天数据电缆,减轻其重量。

(3)基于碳纳米管的化学传感器系统灵敏度高,可用于“国际空间站”外进行气体检测。

碳纳米管在医疗领域的应用

(1)药物输送:碳纳米管可以作为药物载体,实现药物的靶向输送和控释。这有助于提高药物的疗效,降低药物的使用剂量。

(2)生物传感器:碳纳米管具有优异的电学和光学性能,可以用于构建高灵敏度的生物传感器。这些传感器可以检测生物分子,用于疾病的诊断和监测。

(3)医学成像:碳纳米管可以作为造影剂用于医学成像,可以提高成像的对比度和分辨率,有助于疾病的早期诊断和治疗。

(4)组织工程:碳纳米管有良好的生物相容性,可以为细胞生长提供支架,加固支架的强度,在组织修复和再生方面具有很大潜力。

仪器
部分参考文献

1、《碳纳米管在锂电池中的应用研究进展》-河南化工,第2019年第36卷第6期

2、《负极添加碳纳米管的铅酸电池的性能》-电池,2015年10月第45卷第5期

3、《铅酸电池添加多壁碳纳米管的作用》-材料科学与工程学报,2007年6月第25卷第6期

4、《碳纳米管有望成为下一代集成电路的芯片材料-再论硅基集成电路会被终结吗》-上海市老科学技术工作者协会第十四届学术年会 

5、《碳基集成电路技术研究进展与展望》-数据与计算发展前沿,2021年10月第3卷第5期

6、《碳纳米管传感器的研究进展》-材料导报,2006年5月第20卷专辑VI

7、《高温后碳纳米管混凝土力学性能及细观结构拜变化》-浙江大学学报,2022年11月第56卷第11期

8、《碳纳米管在合成橡胶中的应用研究进展》-橡胶科技,2021年6月第19卷第6期

9、《碳纳米管在涂料中的应用研究概况》-上海涂料,2009年1月第47卷第1期

10、《防静电耐磨聚氨酯地坪涂料的研制及应用》-中国涂料,2022年10月第37卷第10期

11、《碳纳米管在生物医疗领域的应用研究进展》-化工新型材料,2015年10月第43卷第10期

12、《Theranostic applications of multifunctional carbon nanomaterials》-VIEW,20220056

13、《碳纳米管复合材料在航空航天中的应用》-航天器环境工程,2011年6月第28卷第3期

14、《美国航天航空局碳纳米管研究取得重要进展》-中国航天,2018年第11期

 

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