Buckytubes - en Tillsats För Plast-

Täckte Ämnen

Bakgrund

Ett Mångsidigt Utfyllnadsgods för Plast-

Nya Applikationer

Elektriskt Ledande Plast-

Kritiskt Ladda

Buckytubes Som en Lösning

Tillfällen

Bakgrund

Början av denna berättelse har berättats många tider. I 1985 ledde en confluence av händelser till ett oväntat och unplanned experiment med en ny sort av mikroskopet resultera i upptäckten av en ny molekyl som renodlat gjordes av kol - de very beståndsdelkemisterna klädde med filt där var ingenting mer att lära omkring. Buckyballs - sextio kolatoms som är ordnade i en fotboll, klumpa ihop sig formar - hade upptäckts och den kemiska världen, inte till omnämnande läkarundersökningen och sinnevärlderna, skulle är aldrig samma.

Ett Mångsidigt Utfyllnadsgods för Plast-

Den mekaniska (styvhet, styrka, toughness), termiska och elektriska rekvisitan av rena buckytubematerial möjliggör en multitude av applikationer, från batterier och tankar celler till fibrer och kablar till pharmaceutics- och biomedicalmaterial. Massor av extra applikationer dyker upp när funderare en av att blanda nanotubes med andra material för att förbättra existerande rekvisita eller för att ge nya. Genom Att Använda nanotubes som utfyllnadsgods i thermoplastics och thermosets, till exempel, har diskuterats under flera år och endast genomgår för en tid sedan forutredning och utveckling, som det tillräckliga antalet av högkvalitativ buckytube som är materiellt, är passande tillgängligt som möjliggör sådan utredningar.

En av de viktigaste teknologiutvecklingarna av den sist halvan av 20na th somårhundradet var det verkliga utbytet av, belägger med metall med plast-. Mest av detta utbyte har varit i strukturella applikationer, var plast- har iscensatts för att outperform stålsätter och annat strukturellt belägger med metall genom att ge adekvat styrka eller styvhet på lägre väger och kostar. En nyckel- egenskap, som belägger med metall ska, alltid har över plast-, är emellertid i elektrisk conductivity. Plast- är fantastiskt bra elektriska isolatorer; i faktum ger denna egenskap löneförhöjning till många av det mest utbredda och viktigaste bruket av plast-. Ändå skulle applikationerna för plast- breddas väsentligen, om bra lösningar fanns för att göra dessa material ledande.

Nya Applikationer

Dessa applikationområden inkluderar: antistatiskt elektrostatiskt dissipative och elektromagnetiskt skydda och absorbing material. Elektromagnetisk störning och radiofrequencystörning (EMI/RFI) som skyddar, till exempel, är nödvändiga i bärbar datordatorer, cell ringer, personsökare och andra bärbara elektroniska apparater för att förhindra störning med och från annan elektronisk utrustning. I dagsläget, finns det inte passande plast- materiellt för detta ämnar och belägger med metall, i en bildar eller another, tillfogas typisk för att ge detta fungerar i fall för elektronisk utrustning, väger den imponera väsentligheten, och fabriks- uppta som omkostnad.

Elektriskt Ledande Plast-

För några applikationer har plast- laddats med ledande material för att år ska ge conductivity. Det mest allmänningutfyllnadsgodset är kolsvarten, som är förhållandevis billig och arbeten som är väl i många applikationer.

Kritiskt Ladda

En nackdel till kolsvarten som ett ledande utfyllnadsgods, är emellertid ladda för kick som krävs för att ge det önskade jämnt av conductivity. Det är välkänt att conductivity av en fylld isolator, liksom en polymerkåda, förhöjningar med utfyllnadsgodset som laddar i en klassiker S-Buktar. Det är, upp till kritiskt ladda, de bulk conductivityändringarna lite, men förhöjningar på att tillfoga precis a bet mycket snabbt mer utfyllnadsgods. Detta är, därför att bulk conductivity för kick kräver närvaroen av många långa ledande banor, som erhålls, när endast ladda är så kicken som, när De är på måfå utdelat, de ledande partiklarna (e.g., kolsvart) är rimligt att bilda long kedjar. Denna kritiska ladda ingång är faktiskt många tider higher, än skulle krävs, om somehow dessa partiklar kunde förläggas i det optimalt placerar för att bilda long kedjar med minsta ladda. Men naturligtvis och att vara under-mikronen storleksanpassa in, detta kan inte göras. Ett stort avtal av kolsvarten slös bort i överflödet som krävs till uppbyggnad ovanför den jämna ingången var dessa långt kedjar bildar.

Också välkänt är faktumet som är det de kritiska ladda ingångsminskningarna dramatiskt som aspektförhållandet (längd till bredden) av utfyllnadsgodspartikelförhöjningarna. Detta är, därför att längre partiklar täcker ett mer stor distanserar av den ledande banan, eftersom kolsvarten, som är spheroidal, måste att bilda en kedja av rörs partiklar för att täcka distansera som ett skulle fiber-format utfyllnadsgods täcker vid honom.

Varför det är att ladda för utfyllnadsgods viktigt? Väga Förutom besparingar, när ett plast- laddas med kolsvart på 30, 40, 50% även av volym, som är ofta det jämna nödvändigt som ner den önskade bulk conductivityen, den mekaniska rekvisitan av komposit degraderas strängt. Ofta är den inte användbar alls, och typisk är den ej längre mouldable, som är vanligt den mest kritiska egenskapen av plast- delar.

Buckytubes Som en Lösning

Buckytubes erbjudande en lösning. Först är Buckytubes fruktansvärdna elektriska ledare, enligt ovan. Ingen polymer är en bättre ledare, och inget som är bättre, är rimligt att finnas. (Så-Kallat ledande polymrer, en klassificera av lång-kedjar molekylar med en konjugerad ryggrad som skulle är bättre som beskrivas som molecularresistors; de är i sitt innersta väsen semiconducting.), Understödja Buckytubes har phenomenally ett kickaspektförhållande. Individrör är omkring 1 nm i diametern (omkring halva diametern av DNA och omkring 1/10,000th diametern av grafitfibrer) och 100-1000 nm i längd. Således är aspektförhållandet av buckytubes omkring 100-1000, jämfört med omkring 1 för kolsvartpartiklar. Detta ändrar redan leken helt, vid driftigt det kritiska ladda jämna nedåtriktat, enligt ovan. Slutligen bildar buckytubes naturligt, i faktum är födda med, en morfologi som är antagligen ideal för ledande utfyllnadsgodsapplikationer. Buckytubes själv-monterar in i ”rep” av tio till hundratals arrangera i rak linje rör, den rinnande sidan - by - sidan, utgreningen och recombining. När det undersöks av elektronmicroscopy, är det exceedingly svårt att finna avsluta av några av dessa rep. Således bildar rep naturligt - uppstå mycket långa ledande banor som kan exploateras i ledande fyllda komposit för danande elektriskt. Initiala indikeringar är att fäll ned dramatiskt päfyllningar av buckytubes krävs för att ne ett givet jämnt av conductivity än för några andra ledande utfyllnadsgods.

Tillfällen

Tillfällena för ledande plast- såväl som thermosets som fylls med buckytubes, är överflödande. Mycket låga päfyllningar (<0.1%) ger för antistatiska och elektrostatiska dissipative applikationer. Ett exempel är i målningbilkroppsdelar, som göras mer och mer av plast-. Därför Att de är isolatorer, laddar plast- delar upp, som orsakar dem för att driva tillbaka elektrostatiskt målaliten droppe som bildas, i att sprutmåla av kroppsdelarna. Detta resulterar i ett stort avtal av slösat målar, som är både ett ekonomiskt och miljö- problem. En ledande abc-bok täcker kan appliceras, men det extra bearbeta kliver är också ganska dyrt. idealläget är att göra delen sig själv tillräckligt ledande till away laddningsuppbyggnad för avrinningen, genom att förbinda delen till slipat under den processaa målningen.

Ett Annat brett område av applikationen för buckytube-fyllda plast- är i EMI/RFI som enligt ovan skyddar, som har bruk, i bärbar elektronik och försvarapplikationer. Om, som syns rimlig bra försvagning av elektromagnetisk utstrålning kan nås fram till på buckytubepäfyllningar på beställa av 1% eller mindre, bör bra mekanisk stabilitet underhållas och att låta den gjutas. Skulle Detta föreställer ett viktigt genombrott i plast- och möjliggör att bredda av deras bruk. Annat försvarbruk av buckytubekomposit är på motsvarande sätt viktigt liksom radar-att absorbera eller att ändra som är materiellt för flygplan och missiler.

De beskrev applikationområdena precis gör bruk av den elektriska conductivityen av buckytubes var de bidrar den högsta förädlingsgraden. Emellertid finns det det stora löftet i utvecklingen av applikationer som exploaterar den termiska och mekaniska rekvisitan av buckytubes som väl. Gilla de elektriska applikationerna som här beskrivas, möjligheterna, är varar besvärad att studsa. Trimmat Stag!

Källa: Kol Nanotechnologies, Inc.

För mer information på denna källa behaga besök Kol Nanotechnologies, Inc.

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

Last Update: 11. June 2013 21:09

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit