カーボンナノ材料の紹介

長い間、人々は、ダイヤモンド、グラファイト、アモルファスカーボンの3つの炭素同素体があることだけを知っていました。しかし、過去30年間、ゼロ次元のフラーレン、1次元のカーボンナノチューブから2次元のグラフェンに至るまで、絶え間なく発見され、新しいカーボンナノ材料が世界の注目を集め続けています。カーボンナノマテリアルは、空間次元に対するナノスケールの制約の程度に応じて、0次元、1次元、および2次元のカーボンナノマテリアルの3つのカテゴリに分類できます。
0次元ナノ材料とは、ナノ粒子、原子クラスター、量子ドットなど、3次元空間でナノメートルスケールの材料を指します。それらは通常、少数の原子と分子で構成されています。カーボンブラック、ナノダイヤモンド、ナノフラーレンC60、カーボンコーティングナノ金属粒子など、多くのゼロ次元カーボンナノ材料があります。

Carbon nanomaterial

C60が発見されるやいなや、化学者たちは触媒への応用の可能性を模索し始めました。現在、触媒材料の分野におけるフラーレンとその誘導体には、主に次の3つの側面があります。

(1)触媒として直接フラーレン。

(2)均一系触媒としてのフラーレンおよびその誘導体。

(3)フラーレンおよびその誘導体の不均一系触媒への応用。
炭素被覆ナノ金属粒子は、新しいタイプのゼロ次元ナノ炭素金属複合材料です。カーボンシェルの制限と保護効果により、金属粒子を狭い空間に閉じ込め、その中に被覆された金属ナノ粒子を外部環境の影響下で安定して存在させることができます。この新しいタイプのゼロ次元炭素金属ナノ材料は、ユニークなオプトエレクトロニクス特性を備えており、医療、磁気記録材料、電磁シールド材料、リチウム電池電極材料、および触媒材料で非常に広い範囲の用途があります。
1次元カーボンナノ材料は、電子が1つの非ナノスケール方向にのみ自由に移動し、その動きが線形であることを意味します。一次元炭素材料の典型的な代表は、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーなどである。2つの間の違いは、区別する材料の直径に基づくことができ、定義する材料の黒鉛化の程度に基づくこともできます。材料の直径によれば、直径Dが50 nm未満の場合、内部の中空構造は通常カーボンナノチューブと呼ばれ、直径が50〜200 nmの範囲にあります。明白な中空構造は、しばしばカーボンナノファイバーと呼ばれません。

材料の黒鉛化の程度に応じて、定義は黒鉛化が優れていることを指し、チューブの軸に平行に向けられたグラファイトシートの向きはカーボンナノチューブと呼ばれ、黒鉛化の程度は低いか、黒鉛化構造がない、配置グラファイトシートの組織化されていない、中央に中空構造を持つ材料、さらには多層カーボンナノチューブもすべてカーボンナノファイバーに分かれています。もちろん、カーボンナノチューブとカーボンナノファイバーの違いは、さまざまなドキュメントでは明らかではありません。

私たちの意見では、カーボンナノ材料のグラファイト化の程度に関係なく、中空構造の有無に基づいてカーボンナノチューブとカーボンナノファイバーを区別しています。つまり、中空構造を定義する一次元カーボンナノ材料は、中空構造を持たないカーボンナノチューブであるか、中空構造が一次元カーボンナノ材料のカーボンナノファイバーではないことは明らかです。
2次元カーボンナノ材料:グラフェンは2次元カーボンナノ材料の代表です。グラフェンに代表される二次元機能性材料は、近年非常に熱くなっています。この星の材料は、力学、電気、熱、磁性において驚くべきユニークな特性を示します。構造的には、グラフェンは他の炭素材料を構成する基本単位です。ゼロ次元のフラーレンに反り、カールして1次元のカーボンナノチューブになり、スタックして3次元のグラファイトになります。
要約すると、カーボンナノ材料は常にナノサイエンスおよびテクノロジーの研究でホットなトピックであり、重要な研究の進歩を遂げてきました。独自の構造と優れた物理的および化学的特性により、カーボンナノ材料は、リチウムイオンバッテリー材料、オプトエレクトロニクス材料、触媒担体、化学および生物学的センサー、水素貯蔵材料、スーパーキャパシター材料、その他の懸念事項に広く使用されています。

China Hongwu Micro-Nano Technology Co.、Ltd —ナノカーボン材料の工業化の先駆けである、カーボンナノチューブおよび他のナノカーボン材料の最初の国内メーカーであり、世界最高品質のナノカーボンの工業生産および応用炭素材料は世界中に輸出されており、対応は良好です。国家開発戦略とモジュール式管理に基づいて、Hongwu Nanoは市場志向のテクノロジー主導に準拠し、顧客の合理的な要求を使命として満たし、中国の製造業の力を強化するための絶え間ない努力をしています。

 


投稿日時:2020年7月13日