Como um material Dirac unidimensional, os nanotubos de carbono têm massa efetiva zero para elétrons e buracos, o que torna sua mobilidade portadora tão alta quanto 100. 000 cm2/(V · s). Os transistores de efeito de campo feitos de nanotubos de carbono exibem características ideais de transporte balístico e melhoraram em várias ordens de magnitude em comparação com o semicondutor de óxido de metal (MOS) à base de silício transistores em termos de suportar densidade de corrente, velocidade de comutação, relação de comutação, mobilidade e outros indicadores. É precisamente por causa dessas excelentes propriedades elétricas que os nanotubos de carbono se tornaram materiais candidatos ideais em campos semicondutores de ponta, como circuitos integrados, dispositivos optoeletrônicos e armazenamento inteligente. Além das propriedades elétricas, os indicadores de desempenho térmico e mecânico dos nanotubos de carbono também atingiram os limites dos materiais existentes. Devido ao caminho livre médio do fônon de nível mícron, a condutividade térmica dos nanotubos de carbono pode atingir 6600 W/(m · K), e eles também têm excelente desempenho de transferência de calor interfase, que pode fornecer intensidade de dissipação de calor suficiente para dispositivos eletrônicos de alta densidade de potência. Em termos de propriedades mecânicas, os nanotubos de carbono têm as características de super resistência, super módulo e super tenacidade: a resistência à tração de um único nanotubo de carbono pode atingir 100 GPa, o módulo de Young atinge 1 TPa e a cepa de fratura chega a 17%. Os feixes feitos de nanotubos de carbono com estrutura perfeita também podem manter indicadores mecânicos semelhantes.
Portanto, os nanotubos de carbono também têm amplas perspectivas de aplicação nos campos de fibras superfortes, aeroespacial e manufatura militar. Como um nanomaterial unidimensional com uma proporção de aspecto muito alta, os nanotubos de carbono precisam apenas de uma pequena quantidade de adição para atingir o limiar de percolação em materiais compósitos, melhorando assim muito a condutividade térmica e elétrica da rede composta e mostrando grandes vantagens em aplicações como filmes condutores transparentes e dispositivos de aquecimento elétrico.
No entanto, Para a aplicação de nanotubos de carbono em campos de ponta, como semicondutores à base de carbono, fibras super fortes e filmes condutores transparentes, o principal desafio neste momento é que ainda é impossível obter um controlo preciso da estrutura do nanotubo de carbono em um sentido completo, especialmente a preparação controlável de estruturas livres de defeitos de comprimentos macroscópicos, A preparação altamente seletiva de tubos de carbono do tipo semicondutor e a preparação em massa de nanotubos de carbono macroscópicos.
Como um material cristalino especial, a presença de defeitos estruturais em nanotubos de carbono fará com que seu desempenho macroscópico caia drasticamente. Em comparação com outros tipos de nanotubos de carbono, matrizes horizontais de nanotubos de carbono são mais fáceis de obter com estruturas relativamente perfeitas e comprimentos macroscópicos porque seguem um padrão de crescimento livre em um substrato plano. Além disso, campos como chips semicondutores colocaram requisitos mais elevados na seletividade estrutural dos nanotubos de carbono. Por exemplo, nanotubos de carbono usados para preparar chips semicondutores requerem seletividade de nanotubos de carbono do tipo semicondutor extremamente alta, diâmetros de tubo altamente uniformes e alta densidade de matriz. A preparação de fibras de nanotubos de carbono superfortes requer que os monômeros do tubo de carbono tenham comprimentos macroscópicos e estruturas quase perfeitas.
+8618653007758
English
日本語
한국어
Россия
Français
España
عرب .
Português
Deutsch
भारत
Nederlands
