德國碳納米管及石墨烯的發(fā)展概況

1德國碳納米管及石墨烯的開展概況碳納米管和石墨烯是世界材料行業(yè)飛速開展的產(chǎn)物，因為它們代表著更高的性能，更輕的質量，更可靠的環(huán)保責任。德國在該領域的研究雖然起步較晚，但隨著其后續(xù)大量的投入，已經(jīng)讓它成為世界上相關產(chǎn)品研發(fā)的領跑者。碳納米管和石墨的開展前景雖被看好，但高昂的制備本錢和較低的產(chǎn)量卻嚴重遏制其大規(guī)模應用。圖為：單壁碳納米管〔左〕，多壁碳納米管〔右〕

隨著行業(yè)對于材料性能的要求越來越高，傳統(tǒng)材料的開展占空間逐漸走向萎縮，而高新科技材料將會取而代之成為行業(yè)選擇的未來之路。眾所周知，碳納米管〔CNTs〕和石墨烯〔graphene〕及其復合材料因其卓越的電氣及機械特性，已經(jīng)在諸多領域，如光電，傳感器，半導體器件，顯示器，指揮，智能紡織品和能量轉換裝置〔例如，燃料電池，收割機和電池〕等，顯示出巨大的應用潛能。

從化學結構看，碳納米管〔CNTs〕可以用作有機或無機半導體的替代物，但高昂的本錢是目前限制其廣泛用的最大難題。然而，碳納米管作為一種新型材料有望在不久的將來實現(xiàn)本錢低廉化大規(guī)模生產(chǎn)。

在電子學應用領域〔電磁屏蔽除外〕，碳納米管最大的用途是導體。它不僅具有高電導率，其材料還能呈現(xiàn)透明狀，使用起來非常靈活便于拉伸。因此可以取代ITO，用于制作顯示器，觸摸屏，光電與顯示母線和其他產(chǎn)品。經(jīng)實驗證明，碳納米管的遷移率高于硅，這就意味著碳納米管可以用于制造快速轉換晶體管。此外，碳納米管能夠用于制備高性能的大面積加工設備，如印刷設備，從而幫助提高生產(chǎn)工藝，并顯著降低生產(chǎn)本錢。碳納米管還適用于制造超級電容器，其原理是通過利用電容和晶體管的功率密度來平衡電池的能量密度，從而到達彌合電池和電容器的差距的目的。

從目前開展程度來看，碳納米管的最大挑戰(zhàn)是材料純度，設備制造，以及對其他設備材料〔如適當?shù)碾娊橘|〕的需要。但毋庸置疑的是其無法超越的性能優(yōu)點〔比方高性能，靈活性，透明度和可印刷性〕，將會為其迎來廣闊的開展空間。

IDTechEx公司的一份調查報告指出，碳納米管在未來5年將會以高達300％的速率增長。這份名為?碳納米管和石墨的電子應用：技術，生產(chǎn)商和機遇?的報告涉及的內容還包括：純碳納米管生產(chǎn)，和導/半導碳納米管的別離，及其應用程序。帥圖3籮：石渾墨烯襪碳納偵米管停及石明墨烯灣在德個國的主開展騾概況殼

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