碳纳米管的拉伸强度取决于手性结构

2020年05月14日 14:19:06

单壁碳纳米管理论上非常坚固,但是目前不清楚为什么实验拉伸强度较低,并且在纳米管之间会有所不同。日本的研究小组直接测量了单个结构定义的单壁碳纳米管的拉伸强度,揭示了其结构与强度之间关系的关键见解( (Nature Communications, "Strength of carbon nanotubes depends on their chemical structures"碳纳米管的拉伸强度取决于手性结构碳纳米管因其出色的单位重量理论强度而被预测会改变规则的结构材料(图1a)。
该团队通过考虑碳-碳键的方向与拉伸载荷的方向以及结构缺陷处的应力集中的关系,发现了强度与结构之间的明确关系。此外,研究小组开发了一个经验公式来预测实际纳米管的强度。该经验公式提供了最有利的纳米管结构,应针对最坚固的材料进行选择性合成。幸运的是,所建议的纳米管结构类型没有得到很好的约束。图1.碳纳米管。a与典型结构材料相比,单壁碳纳米管的理论(红色)和实验(蓝色和黄色,分别代表本研究中获得的最小值和最大值)的强度重量比。b,c碳纳米管的分类。碳纳米管的拉伸强度取决于手性结构尽管仍然存在许多严重问题,包括无缺陷纳米管的结构选择性合成,长纳米管的生长以及在保持其强度的前提下制造绳索,但这一发现为开发超强和超轻量提供了基本的见解之一。用于建造最安全,最省油的运输设备或大型建筑结构的材料。碳纳米管的拉伸强度取决于手性结构记者从中国科学技术大学获悉,该校杜平武教授课题组通过精确分子设计,在世界上合成出首例单一手性指数单壁碳纳米管的长共轭链段。该成果日前以封面文章的形式发表于《美国化学会志》杂志上。
该长共轭链段是世界上首例在结构上接近扶手椅型单壁碳纳米管的共轭高分子化合物,实现了合成特定直径的单壁碳纳米管的新型长共轭结构,为制备超纯单壁碳纳米管提供了相应的共轭高分子模板,也为溶液法构建单一手性碳纳米管的制备和性质研究提供了重要借鉴。色老唵也去单壁碳纳米管理论上非常坚固,但是目前不清楚为什么实验拉伸强度较低,并且在纳米管之间会有所不同。日本的研究小组直接测量了单个结构定义的单壁碳纳米管的拉伸强度,揭示了其结构与强度之间关系的关键见解( (Nature Communications, "Strength of carbon nanotubes depends on their chemical structures"
碳纳米管因其出色的单位重量理论强度而被预测会改变规则的结构材料(图1a)。
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