1. Снага је 100 пута већа од челика, само густина 1/6 - Механички краљ
Угљеничне наноцеви су један од најбољих материјала за механичке перформансе које је човечанство икада открило. Затезна чврстоћа је 100 пута већа од челика, док је тежина само 1/6 тежине челика - који је заиста „лаган, а снажан“.
Угљеничне наноцеви се називају „краљем нових материјала“, а њихова механичка својства су најупечатљивији „адут“.
Према теоријским прорачунима, јачина угљеничних наноцеви је 100 пута већа од челика, Јангов модул је скоро 6 пута већи од челика, а густина је само 1/6 од челика. Поређење цитирано у сабраним материјалима Кинеске академије наука је још интуитивније: у поређењу са челиком високе чврстоће АСТМ А228, снага угљеничних наноцеви је 270 пута већа, а еластичност је око 5 пута већа.
| Индикатор учинка | Царбон Нанотубес | Челик |
|---|---|---|
| Затезна чврстоћа | 50-200 ГПа | 0,4-1,5 ГПа |
| Густина | 1,3-1,6 г/цм³ | 7,9 г/цм³ |
| Однос снаге-према-тежини | 100 пута више од челика | Баселине |
Што је још упечатљивије, угљеничне наноцеви су „тврде, али нису ломљиве“. Када су подвргнуте огромном спољном притиску, угљеничне наноцеви се могу савијати, увијати или чак увијати, али се не ломе. Када се спољна сила ослободи, они се враћају у првобитни облик. Ова комбинација "јака + чврста" је изузетно ретка у инжењерским материјалима.
Ово је такође разлог зашто научници предвиђају коришћење угљеничних наноцеви за изградњу „свемирског лифта“ - то је једини материјал који је тренутно познат који потенцијално може да пређе раздаљину од 380.000 километара, а да га не сломи сопствена тежина.
2. Проводљивост друга после суперпроводника - Елецтрицал Кинг
Електрична проводљивост угљеничних наноцеви је теоретски друга после суперпроводника. Њихов тренутни{1}}носиви капацитет је 1000 пута већи од бакра и они су једини материјал који може да служи и као метал и као полупроводник.
„Краљевска аура“ угљеничних наноцеви не лежи само у „издржавању“ већ и у „брзом преношењу“.
У угљеничним наноцевима атоми угљеника су распоређени у правилну хексагоналну структуру саћа. Под овом структуром, ефекат коњугације је значајан, омогућавајући електронима да се ослободе од 束缚 појединачних атома угљеника и да се слободно крећу у већем опсегу. Теоретски, електрична проводљивост угљеничних наноцеви је друга после суперпроводника.
Да се то изрази подацима: тренутни-носиви капацитет угљеничних наноцеви је 1000 пута већи од бакарне жице.
Што је још важније, у зависности од „угла котрљања“ (хиралности), угљеничне наноцеви могу бити или металне или полупроводне -, па чак и различити делови исте цеви могу показати различиту проводљивост. Могу да служе и као жице и као чипови, чинећи њихов потенцијал примене у области електронике неупоредивим.
Истраживања показују да процесори са угљеничним наноцевима раде 2 пута брже од силицијумских процесора, док троше само 1/3 енергије. Једном када угљеничне наноцеви у потпуности замене силицијум, „Силицијумска долина“ ће можда заиста морати да промени име.
3. Топлотна проводљивост је 3-6 пута већа од дијаманта – Тхермал Кинг
Угљеничне наноцеви су један од најбољих топлотно проводљивих материјала познатих до данас, са теоретском топлотном проводљивошћу приближно 3-6 пута већом од дијаманта.
Топлотна проводљивост је кључни индикатор за одређивање да ли материјал може да се користи у{0}}електронским уређајима велике снаге и термичком управљању свемирским летелицама.
Дијамант се дуго сматрао најбољим природним топлотним проводником, али угљеничне наноцеви обарају овај рекорд. Теоретски, топлотна проводљивост угљеничних наноцеви је око 3-6 пута већа од дијаманта. Угљенична наноцев са једним зидом на собној температури може да постигне топлотну проводљивост до 3500 В·м⁻¹·К⁻¹, надмашујући дијамант.
Угљеничне наноцеви могу брзо да проводе топлоту дуж своје дужине. Ова карактеристика „усмерене проводљивости топлоте“ их чини идеалним материјалима за расипање топлоте чипова и термичку заштиту свемирских летелица.
4. Отпоран на киселине и алкалије, отпоран на оксидацију, може да апсорбује таласе - Хемијски и функционални краљ
Угљеничне наноцеви имају одличну хемијску стабилност, отпорне су на киселине и алкале и оксидацију. Такође могу ефикасно да апсорбују микроталасе, истичући се у стелт материјалима, електромагнетној заштити и другим пољима.
„Краљевска аура“ угљеничних наноцеви није ограничена на механику, електричну енергију и топлоту -, оне су такође веома „издржљиве“.
Угљеничне наноцеви су хемијски стабилне, отпорне на киселине и алкалије. Додавање угљеничних наноцеви у полимерне композите може побољшати отпорност на киселину и отпорност на оксидацију самих материјала, чинећи их погодним за захтевна окружења као што су ваздухопловство, авијација, национална одбрана и војна примена.
Постоји и јединствена функција „адута“ - апсорпције таласа. Због своје посебне структуре и диелектричних својстава, угљеничне наноцеви показују снажне перформансе широкопојасне микроталасне апсорпције, које се могу користити у стелт материјалима, материјалима за електромагнетну заштиту и материјалима који апсорбују безехоичне коморе. То значи да се будући стелт борбени авиони и опрема за електромагнетну заштиту могу ослањати на овај материјал „црног злата“.
5. Већ покривам ваздухопловство → Аутомобилска индустрија → Спортска опрема - Краљ апликација
Примене угљеничних наноцеви су већ прешле из „научне фантастике“ у стварност, обухватајући трилионе-јуана тржишта као што су ваздухопловство, аутомобилска индустрија, енергија и спортска опрема, и крећу се ка индустријској скали од сто{1}}милијарди-јуана.
„Краљ нових материјала” не „царује” само у лабораторији. Пејзаж примене угљеничних наноцеви се брзо шири.
Ваздухопловство:Композити угљеничне наноцеви/алуминијумске матрице већ су коришћени у међустепеним деловима ракете Лонг Марцх 12, постижући лагану и велику чврстоћу -, заиста материјал који је „био у свемиру“.
Аутомобилска индустрија:Полимерни композити ојачани угљеничним наноцевима- користе се у издувним системима и компонентама каросерије. Смањење тежине возила од 25% могло би смањити потрошњу сирове нафте за до 250 милиона барела годишње.
Спортска опрема:Угљеничне наноцеви су ушле у врхунску-спортску опрему као што су тениски рекети, рамови за бицикле и палице за голф - лакши, снажнији и издржљивији.
Енергетске/литијумске батерије:Као проводљиви адитив, угљеничне наноцеви су широко примењене у индустрији литијумских батерија, при чему потражња расте са комбинованом годишњом стопом раста од 40,8%.
Од ракета до рекета, од батерија до стелт борбених авиона, угљеничне наноцеви се претварају из „лабораторијског чуда“ у „индустријски витамин“.
Нови материјал Схандонг Танфенг: Индустријски промотер кинеског "краља нових материјала"
Схандонг Танфенг Нев Материал Тецхнологи Цо., Лтд. промовише локализацију угљеничних наноцеви, са месечном производњом од 200 тона, које покривају читав низ цеви са једним -зидом/више-зидом, и стратешки позициониране у седам главних праваца, укључујући нова енергетска возила, ваздухопловство и железнички транзит.
Угљеничне наноцеви се зову „Краљ нових материјала“, али „краљу“ је такође потребан неко да их „позове“ из лабораторије на производну линију.
Схандонг Танфенг Нев Материал Тецхнологи Цо., Лтд. је управо такво предузеће. Компанија поседује више од десет активних патената који се односе на угљеничне наноцеви и силицијум{3}}угљеничне анодне материјале. Његови производи покривају читав низ угљеничних наноцеви са једним-стилом, угљеничних наноцеви са више{6}}зида, проводљивих паста и силицијумских-угљених анодних материјала.
Производи компаније ТФ-400 серије примењени су у модификованим материјалима високе-проводљивости и високе-термичке проводљивости, са одличном отпорношћу на топлоту и корозију. Танфенг Нев Материал покреће "Краља нових материјала" ка ширем индустријском бојном пољу снагом кинеске производње.
Резиме једне-реченице:Угљеничне наноцеви се називају „Краљ нових материјала“ не зато што се истичу у једном одређеном својству, већ зато што истовремено поседују пет „адута“: најјаче, најпроводљивије, најбољи пренос топлоте, најстабилнију и најширу примену.
Од открића угљеничних наноцеви од стране јапанског научника Сумио Иијиме 1991. године, до њихове употребе у смањењу тежине на ракети Лонг Марцх 12, до месечне производње Схандонг Танфенг Нев Материала од 200 тона која промовише локализацију - угљеничних наноцеви силазе са трона „Краља свих материјала, све снажнијег поља који треба да уђе у свет“. То је прави разлог зашто они заслужују титулу "Краља".