碳奈米管:貴比黃金、細賽人發的"超級纖維"

    貴比黃金、細賽人發的“超級纖維”碳奈米管,實際上和金剛石、石墨同屬於一個家族。作為近年來材料領域的研究熱點,碳奈米管受到各國科學家的高度重視。

    和釐米、微米一樣,奈米是一種尺度單位,一奈米是一米的十億分之一。1991年被人類發現的碳奈米管,是由石墨碳原子層捲曲而成的碳管,管直徑一般為幾個奈米到幾十個奈米,管壁厚度僅為幾個奈米,像鐵絲網卷成的一個空心圓柱狀“籠形管”。它非常微小,5萬個並排起來才有人的一根頭髮絲寬,實際上是長度和直徑之比很高的纖維。

    作為石墨、金剛石等碳晶體家族的新成員,碳奈米管韌性很高,導電性極強,場發射性能優良,兼具金屬性和半導體性,強度比鋼高100倍,比重只有鋼的1/6。因為性能奇特,被科學家稱為未來的“超級纖維”。

    雖然成分和石墨一樣,但碳奈米管潛在用途十分誘人:可製成極好的微細探針和導線、性能頗佳的加強材料、理想的儲氫材料。它使壁挂電視進一步成為可能,並在將來可能替代硅晶片的奈米晶片和奈米電子學中扮演極重要的角色,從而引發電腦行業革命。

    碳奈米管也是“奈米世界”中的重要一員。在奈米材料中,包括碳奈米管、碳奈米纖維在內的碳奈米材料一直是近年來國際科學的前沿領域之一。從近期美國《科學索引》核心期刊發表的和碳奈米管有關論文數看,我國排在美、日之後位居世界前列。

    碳奈米管的發展歷程如下:1991年,日本科學家發現碳奈米管;1992年,科研人員發現碳奈米管隨管壁曲卷結構不同而呈現出半導體或良導體的特異導電性;1995年,科學家研究並證實了其優良的場發射性能;1996年,我國科學家實現碳奈米管大面積定向生長;1998年,科研人員應用碳奈米管作電子管陰極;1998年,科學家使用碳奈米管製作室溫工作的場效應電晶體;1999年,南韓一個研究小組製成碳奈米管陰極彩色螢幕樣管;2000年,日本科學家製成高亮度的碳奈米管場發射螢幕樣管。

    近年來,我國科學家不僅在世界上合成出最長的碳奈米管,而且加緊了碳奈米管的應用研究,研製出具備良好儲氫性能的碳奈米管和具備初步顯示功能的碳奈米管螢幕,並在利用其電子發射性能研製發光器件。

    

    

    央視國際 2001年11月23日

    









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