千米级超长碳纳米管的生产方法.ppt

-吉林大学校外超导研究室 吉林大学生 千米级超长碳纳米管的工业化 生产方法 2013-01-07 大家都知道,现在全球已经兴起了研究碳60,碳 纳米管的生产制造及特性的研究热潮,到本文发稿 为止,世界上还没有哪个国家已经实现了超长碳纳 米管的理想工业化生产,大都是电弧法,化学方法,激 光法等,生产的都是极其微量的,几个微米长度的碳 纳米管,这对于具体详细研究他们的特性以及大规 模应用普及带来巨大的困难,更不用说进入超导普 及应用时代. 本文在世界上现有的碳纳米管的生产方法基 础上,独辟蹊径的设想了一种以米为长度单位的超 长碳纳米管的生产方法.这种方法生产的碳纳米管 理论上可以达到无限长. 序 背景介绍 C60分子,C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球， 是一种很稳定的分子，主要应用于材料科学，超导体等方面。金刚石 、石墨、C60分子的结构示意图.世人瞩目的足球烯C60.C60分子是一 种由60个碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中 12个为正五边形，20个为正六边形，它形似足球，因此又被称为足球 烯。足球烯是美国休斯顿赖斯大学的克罗脱（Kroto, H.W.）和史沫莱 （Smalley, R.E.）等人于1985年提出的，他们用大功率激光束轰击石墨 使其气化，用1MPa压强的氦气产生超声波，使被激光束气化的碳原子 通过一个小喷嘴进入真空膨胀，并迅速冷却形成新的碳原子，从而得 到了C60。C60的组成及结构已经被质谱，X射线分析等实验证明。此 外，还有C70等许多类似C60分子也已被相继发现。1991年，科学家们 发现，C60中掺以少量某些金属后具有超导性，且这种材料的制作工艺 比制作传统的超导材料陶瓷要简单，质地又十分坚硬，所以人们 预言C60在超导材料领域具有广阔的应用前景。碳60分子俗称布基球， 由60个碳原子构成，它们组成一个笼状结构。这一分子于1985年被发现 后因它具有特殊性质，一直是化学家们的热门研究对象。 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍 千米级长度碳纳米管的生产设想 鉴于前面介绍的内容,可以大胆的设想,改进的碳纳米管激光生产法. 从已有的科技文献及报道中,我们知道,当给陶瓷防弹装甲加以足 够高的电流时,其抗破坏能力提高数倍甚至数十倍或数百倍不等,其原 因可能是电流使得陶瓷装甲内部的各个原子或分子之间的离子键或共 价键结合得足够的加强,才不至于被外力破坏,那么我们用在碳纳米管 的生产过程中,当我们使用持续的激光轰击石墨表面时,同时给予石墨 加载足够高的直流电流,使得其表面原子之间的结合力有足够的强度, 那么在强烈的激光作用下,其可能产生连续不断的碳纳米管,果真如此 的话,那么我们将石墨制作成空心圆柱形,在柱心与柱表面之间加载适 当的超高电流,再以适当的足够强烈的激光轰击石墨圆柱的表面,当圆 柱转动的时候,一根连续不断的碳纳米管就源源不断的出现了,只要方 法得当,可以将碳纳米管缠绕在缠绕物上.只要石墨足够多,那么生产的 碳纳米管就足够的长.鉴于前面的背景介绍,在惰性气体环境中,使用激 光生产法生产,纯度可能会更高. 只要上面的设想真的能够实现,那么可以说,从实现的那一刻起,我 们就进入了前所未有的超导时代! 千米级长度碳纳米管的生产设想图 千米级长度碳纳米管的生产设想 千米