Matriz de nanotubos de carbono VACNT é um novo tipo de nanomaterial. Nanotubos de carbono (CNT) são como grama. Eles formam grama densa, isto é, matriz de nanotubos de carbono VACNT.
Diferentes métodos de preparação de matriz de nanotubos de carbono VACNT tornarão a interação entre CNT único e CNTs diferentes em corpos macroscópicos de CNT diferentes, que terá um grande impacto no processamento e aplicação subsequentes. De um modo geral, os CNTs cultivados em catalisadores desordenados mostram uma certa estrutura de aglomeração, emaranhamento severo e arranjo desordenado, tornando a dispersão subsequente e outro processamento difícil. Sob certas condições, os CNTs podem ser orientados significativamente e dispostos em paralelo, ou seja, formando uma matriz CNT. O excelente desempenho dos nanotubos de carbono depende em grande medida das propriedades mecânicas, ópticas e elétricas na direção do eixo c provocadas por sua enorme proporção de aspecto. Na matriz de nanotubos de carbono, os nanotubos de carbono são dispostos em paralelo e sua boa orientação leva a baixo emaranhamento e fácil dispersão, para que eles possam desempenhar melhor as várias características causadas por sua enorme proporção. Por exemplo, a matriz nativa pode ser usada diretamente como dispositivos de emissão de campo, materiais condutores anisotrópicos, nano escovas, sensores e muitos outros materiais funcionais; algumas matrizes podem ser puxadas para fios e filmes para obter fibras CNT ou filmes com desempenho extremamente excelente; mesmo que o arranjo CNT na matriz seja destruído, Ele pode ser aplicado aos campos de condutividade elétrica, condutividade térmica e materiais compósitos reforçados após ser disperso, e ainda tem melhor desempenho do que CNTs aglomerados; além disso, o progresso das matrizes CNT na aplicação de materiais super-fortes, super-resistentes e termicamente condutores tem potencial e grande significado de engenharia.
Depois de obter uma certa escala de matrizes, as pessoas realizaram muito trabalho pioneiro na aplicação de matrizes de nanotubos de carbono. Como os nanotubos de carbono na matriz têm boa orientação, proporção de aspecto longa e estrutura de arranjo regular tridimensional, eles podem ser processados diretamente em muitos dispositivos funcionais. Algumas matrizes são fiáveis e podem ser obtidos filmes de nanotubos de carbono e filamentos de nanotubos de carbono com excelente desempenho. Mesmo se a matriz estiver dispersa, se ainda puder manter uma grande proporção, ela também terá grandes vantagens na aplicação. Para a ampla aplicação e industrialização de um material, especialmente o excelente desempenho de matrizes de nanotubos de carbono em materiais compósitos, há uma grande demanda por baixo custo e produção em massa de matrizes de nanotubos de carbono.
O método de preparação inicial de matrizes de nanotubos de carbono é usar certos métodos de pós-processamento, como fatiamento e alongamento de polímero; campo elétrico, campo magnético, ligação química para auxiliar a orientação; cisalhamento de fluxo de gás ou líquido para orientar nanotubos de carbono desordenados. Em comparação com a orientação dos nanotubos de carbono controlados pelo crescimento, esses métodos de pós-processamento são geralmente complicados e difíceis de preparar em grandes quantidades e em grande escala. Além disso, outros meios são frequentemente introduzidos para auxiliar, dificultando a obtenção de matrizes de nanotubos de carbono com pureza extremamente alta. Portanto, a obtenção de matrizes de nanotubos de carbono por crescimento direto tornou-se o método principal para a preparação de matrizes de nanotubos de carbono. Os métodos de preparação de nanotubos de carbono podem ser divididos em três métodos principais, incluindo o método de arco de grafite, método de evaporação a laser e método de deposição de vapor químico. Entre eles, o método de deposição química de vapor tornou-se o mainstream devido às suas muitas vantagens em condições de reação suaves, baixo custo e boa controlabilidade.
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