Buckytubes - プラスチックのための添加物

カバーされるトピック

背景

プラスチックのための多目的な注入口

新規アプリケーション

電気で誘電性プラスチック

重大なローディング

解決として Buckytubes

機会

背景

この物語の始めは何回も言われました。 イベントの 1985 年、カーボンから全く成っている新しい分子の発見に終って顕微鏡の新しい種類の予想外および無計画な実験に導かれる合流に - そこに感じられたまさに要素の化学者は約学ぶことを何も多くではなかったです。 Buckyballs - サッカーボールの形で配列される 60 の炭素原子物理的で、物質的な世界を述べないために - は化学世界、決してではないです同じ検出され。

プラスチックのための多目的な注入口

純粋な buckytube 材料の機械の (剛さ、強さ、靭性)、熱および電気特性は電池および燃料電池からのファイバーおよびケーブル薬剤学および生物医学的な材料にに多数のアプリケーションを、可能にします。 たくさんの追加アプリケーションは既存の特性を改良するか、または新しいものを提供すると 1 つが他の材料が付いている混合の nanotubes について考えると現れます。 thermoplastics の注入口および thermosets として nanotubes を使用して、そのような調査を可能にするために十分な量の良質の buckytube 材料が使用できるようになっていると同時にだけ例えば、数年の間論議され、最近急速な調査および開発を経ています。

20 世紀の後半の最も重要な技術開発の 1 つはプラスチックが付いている金属の相当な置換でした。 この置換のほとんどはより低い重量および費用かで鋼鉄および他の構造金属に優るためにプラスチックが十分な強さか剛さの提供によって設計された構造アプリケーションにありました。 金属にプラスチックに常にしかしある主特性は電気伝導率にあります。 プラスチックは非常によい電気絶縁体です; 実際は、この特性はプラスチックの最も広まった、最も重要な使用の多数をもたらします。 それにもかかわらず、プラスチックのためのアプリケーションはこれらの材料を伝導性にするためによい解決があったら大幅に広がります。

新規アプリケーション

これらのアプリケーション領域は下記のものを含んでいます: 帯電防止の、静電気の散逸性の、および電磁石保護および引きつけられる材料。 電磁干渉および、例えば保護する、無線周波の干渉 (EMI/RFI) はラップトップ・コンピュータ、携帯電話、ポケベルおよび他の携帯用電子デバイスで必要他の電子機器とのそしてからの干渉を防ぐためにです。 現在、このために適したプラスチックがないし、電子機器の箱、印象的で相当な重量および製造業の費用のこの機能を提供するために金属は、 1 つの形式または別のもので、普通追加されます。

電気で誘電性プラスチック

あるアプリケーションのために伝導性を提供するために、プラスチックは幾年もの間伝導性材料とロードされました。 共通の注入口は比較的安価の、多くのアプリケーションでよくはたらくカーボンブラックです。

重大なローディング

しかし伝導性の注入口としてカーボンブラックへの 1 つの欠点は伝導性の望ましいレベルを提供するために必要な高いローディングです。 それは満たされた絶縁体の伝導性が、ポリマー樹脂のような標準的な S 字型カーブの注入口のローディングと、増加すること有名です。 すなわち、重大なローディングまで、バルク伝導性は少しを変更しますが、ちょうどより多くの注入口を追加した上で非常に急速に増加します。 これは高いバルク伝導性がローディングが高いほどとき任意に配られてときだけ得られる多くの長い伝導性のパスの存在を長い鎖を形作るために必要とするので、伝導性の粒子 (例えば、カーボンブラック) 本当らしいですあります。 この重大なローディングのしきい値はどうかして最小のローディングを用いる長い鎖を形作るためにこれらの粒子が最適の位置に置かれることができれば必要とされなさいの高く実際に何倍もです。 しかし、当然、ミクロ以下で、これはすることができません。 大量のカーボンブラックはこれらの長い鎖が形作るスレッシュホールドレベルの上で造り上げるために必要な冗長性で無駄になります。

また有名注入口の粒子のアスペクトレシオ (幅への長さ) が増加すると同時に重大なローディングのしきい値が劇的に減るという事実はです。 これは回転楕円面状のファイバー型の注入口がひとりでにカバーする間隔をカバーするためにカーボンブラックが感動させる粒子の鎖を形作らなければならない一方より長い粒子が伝導性のパスの遠距離をカバーするのであります。

注入口のローディングはなぜ重要ですか。重量の節約は別としてプラスチックが 30 のカーボンブラックとロードされるとき、 40 は、頻繁にレベルであるボリューム 50%、合成物の機械特性ひどく低下します望ましいバルク伝導性に達する必要がありました。 多くの場合それは全然使用可能ではないし、普通頻繁にプラスチック部品の重大な特性であるもはや mouldable ではないです。

解決として Buckytubes

Buckytubes の提供解決。 最初に、 Buckytubes は大変な電気コンダクター、上記されているようにです。 ポリマーはよりよいコンダクターではないし、よりよいどれも本当らしくないです見つけられるために。 (いわゆる伝導性ポリマー、活用されたバックボーンを搭載する長い鎖の分子のクラスは molecularresistors として、よりよく記述されています; それらは本質的に半導体です。) 2 番目に、 Buckytubes に現象として高いアスペクトレシオがあります。 個々の管は直径 (DNA の直径約半分の、およびグラファイトのファイバーの直径約 1/10,000 のth ) の約 1 nm、および長さが 100-1000 nm です。 従って、 buckytubes のアスペクトレシオはおよそ 100-1000、カーボンブラックの粒子のための約 1 と比較されてです。 これは重大なローディングのレベルを下方に押すことによって既にゲームを、上記されているように完全に変更します。 最後に、 buckytubes は自然に生まれますと、おそらく伝導性の注入口のアプリケーションにとって理想的である形態形作りましたり、実際は。 Buckytubes は何百もの一直線に並べられた管に 10 の 「ロープに」自己組み立てま、隣り合わせに動作し、ブランチし、そして組み変えます。 電子顕微鏡検査によって検査されたとき、これらのロープの何れかの終わりを見つけることは非常に困難です。 従って、ロープは伝導性の満たされた合成物を電気で作ることで開発することができる自然発生する非常に長い伝導性のパスを形作ります。 最初の徴候は劇的に buckytubes のローディングを他のどの伝導性の注入口より伝導性のある特定のレベルに達するために必要とされる下げなさいことです。

機会

誘電性プラスチックのための buckytubes で満ちている機会、また thermosets は豊富です。 非常に低いローディング (<0.1%) は帯電防止および静電気の散逸性アプリケーションを提供します。 1 つの例はプラスチックからますます成っている絵画自動車身体部分にあります。 それらが絶縁体であるので、それらが身体部分のスプレー絵画で形作られるペンキのしぶきを静電気的に撃退しますプラスチック部品は満たします。 これは経済的で、環境問題である大量の無駄にされたペンキで起因します。 伝導性のプライマーコートは応用である場合もありますがその余分処理ステップはまたかなり高価です。 理想的な状態は塗装工程の間に地面に部品を接続することによって料金の蓄積を流出させるために部品自体を十分に伝導性にすることです。

buckytube に満ちたプラスチックのためのアプリケーションのもう一つの広い領域は、携帯用電子工学で上記されているように保護する使用がある EMI/RFI および防衛アプリケーションはにあります。 、ように現われれば電磁波の本当らしく、よい減少が 1% の順序の buckytube のローディングでまたはより少なく達成することができれば、よい機械安定性は維持されるべきで形成されるようにそれがします。 これはプラスチックの重要な進歩を表し、使用の広がることを可能にします。 buckytube の合成物の他の防衛使用は航空機およびミサイルのためのレーダー吸収するか、または修正材料のような同様に重要です。

記述されているちょうどアプリケーション領域は高い付加価値を貢献する buckytubes の電気伝導率を利用します。 ただし、 buckytubes の熱および機械特性をまた開発するアプリケーションの開発に大きい約束があります。 ここに記述されている電気アプリケーションのように可能性は圧倒されるようです。 引続き注目して下さい!

ソース: Carbon Nanotechnologies、 Inc。

このソースのより多くの情報のために Carbon Nanotechnologies、 Inc. を訪問して下さい

Date Added: Sep 22, 2003 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 11. June 2013 20:57

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