碳纤维(精选5篇)

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所属分类:文学

碳纤维(精选5篇)

碳纤维范文第1篇

1、碳纤维材料是用碳布一层层包裹,每层之间有粘胶,先在200-300℃的空气中进行预氧化,然后在惰性气体保护下用1000℃左右的高温完成碳化,最后加热到1500-3000℃成碳纤维。粘胶是有毒的,另外碳纤维碎屑非常细,吸入肺部严重影响健康。

2、碳纤维(carbon fiber)是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。

(来源:文章屋网 )

碳纤维范文第2篇

关键词:桥梁工程;碳纤维的加固;加固方法

中图分类号:K928.78文献标识码:A

1.引言

采用碳纤维加固材料修复补强混凝土结构,是近来发展的新型工法,利用碳纤维材料卓越的抗拉强度到达的增强构件承载能力及刚度的目的。碳纤维加固法可用于桥梁混凝土结构抗弯、抗剪加固,同时广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。

2.碳纤维的加固原理

碳纤维在桥梁工程使用广泛,其加固的基本原理是将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料;用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强粘贴材料与原有钢筋混凝同受力,增大结构的抗裂或抗剪能力,以提高结构的强度、刚度、抗裂性和延长性。

3.碳纤维加固的特点

碳纤维材质自重轻,施工方便快捷,不增加结构荷载;强度高,能灵活地用于抗弯、封闭箍和抗剪加固;柔韧性好,不受结构外形限制;耐久性佳,抗化学腐蚀和恶劣环境气候变化的能力强;同时抗高温、抗蠕变、抗磨蚀、抗震性能好;在混凝土构件、钢结构、木结构均广泛采用。

4.碳纤维复合材料

4.1碳纤维复合材料

碳纤维复合材料通常由纤维和基体组成。其力学特点是应力应变量完全线弹性,不存在屈服点或塑性区。由于碳纤维材料具有高强、轻质、耐腐蚀、耐疲劳等优异物理力学性能,以及现场施工便捷,所以是旧桥加固补强的理想材料。碳纤维布的抗拉强度一般为3550MPa,弹性模量为2.35×105MPa,根据碳纤维布的品质不同,其厚度为0. 11~ 0. 43mm,幅宽为20~100cm,卷材长度为50~100m。

4.2粘结材料

粘结材料是指能将连续纤维状的碳纤维结合在一起,同时又与混凝土表面粘合的系列材料。它是保证碳纤维布与混凝同工作的关键,应有足够的刚度与强度来保证碳纤维与混凝土间剪力的传递,同时应有足够的韧性,不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏。此外,由于旧桥加固均在野外,所以粘结材料还应能在一般气候条件下固化,固化时间合适(一般保证有3h左右),对组分含量不敏感,具有适宜的流动性和粘度,固化收缩率小。粘结材料主要包括三类材料:底层涂料、整平材料和浸渍树脂。

5.加固受力特点分析

(1)碳纤维布有单向碳纤维布、单向碳纤维交织布、双向碳纤维交织布及单向碳纤维层压材料等多种,可根据需加固结构的不同的部位和受力特性与方向等,选择相应的碳纤维布进行加固。

(2)将抗拉性能优良的碳纤维布用粘结材料粘贴到梁体底面或箱梁内壁上,使其与原结构布置的钢筋一道共同承受拉力,以提高旧桥的承载能力。与其他加固方法相比,碳纤维布保证在设计荷载范围内与原结构共同受力,其改变原有结构的应力分布程度最小。

(3)沿桥梁的主拉应力方向或与裂缝垂直方向粘贴碳纤维布,两端分别设置锚固端,可约束混凝土表面裂缝,防止裂缝扩大,提高构件抗弯刚度、减少构件挠度、改善梁体受力状态。

(4)应根据实际情况合理使用碳纤维布加固钢筋混凝土梁式桥,因碳纤维布在加固混凝土构件时,在提高受弯承载力的同时还影响受弯构件的破坏形态。当碳纤维布用量过多时,构件的破坏形态由碳纤维被拉断引起的破坏转变为混凝土被突然压碎破坏。还因碳纤维为完全弹性材料,它与钢筋共同工作会减弱钢筋塑性性能,碳纤维布用量过多,构件延性将有所降低。

(5)碳纤维布加固后桥梁结构破坏形式变为脆性破坏,其承载力极限状态应按碳纤维抗拉强度的2 /3进行抗弯承载力计算,不能按普通钢筋混凝土考虑。

(6)碳纤维布可提高混凝土梁抗剪承载力,其作用机理类似箍筋,同时还能明显改善构件的变形性能,增强构件的变形能力。

参考文献:

碳纤维范文第3篇

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大器晚成抑或天降奇才

听王景山总裁如行云流水一般侃侃而谈碳纤维自行车生产和高新技术的时候,你很难相信,眼前这个温文尔雅、语气平和的男人所接受的全部正规学校教育,仅仅只有小学四年。

“小时候全家从浙江老家一搬就搬到了福建南平的大山里,父亲自动放弃城市户口的唯一初衷,就是要养活我们兄弟5个人!”每个男人都有故事,不同的是,王景山的童年就这样从作为一个农村孩子开始了。“直到28岁,我自己的第一个孩子出生之前,我都没有离开过农村。”只上了小学四年级,因为经常和村里欺负自己兄弟的本地孩子打架,王景山自动放弃了再去学校读书,但他从未停止自我的学习。从小喜欢动手拆装各种他可以拿到的任何一个机械装置物件,比如一块爸爸戴的腕表。可以预见的结果当然是一顿打,但似乎从那时起,王景山的未来就已经与自己的头脑、自己的一双手密不可分。

28岁的那年,从大山里走出来的王景山一头扎进了厦门大学机械机床培训班一年的课程里。每天他第一个出现在车间里,追着老师傅教他机床加工方面的技术,为了能够多一些时间在机床上练手,他把全班清洁保养机床的工作全包了,等其他学员都回家以后,他仍独自一人在机床上练技术,然后开始擦拭保养每台机床,日复一日,从未间歇。这一年他学了与机械制造相关的各个工种,熟悉了材料相关的很多领域。他用一年学了别人四年学不到知识、技术与实操。更重要的是,他在这里遇到了人生第一批次的老师们,从他们那儿,他明确和坚定了自己未来的职业方向,发现了自己的智慧和精华所在。

有一个小故事是这样的:头脑灵活而又善于挖掘机会的他,在课余时间尝试跑遍了厦门大大小小的装饰装修公司,终于给他揽到一个加工木门圆把手的活儿。当他把加工订单送到厦大主管面前的时候,他说他不要一分钱的提成,条件是可以让自己能亲自参与加工这批订单。一个农民小伙子,在他人生可以挖到第一桶金的时刻,却选择了放弃金钱而收获技艺,眼界的高远与境界的宽广,确实在王景山的身上展现了与众不同的人格魅力,这似乎暗示着日后的他一定会做一些让世人瞩目的事。但那时的他还不知道自己的未来要与中国碳纤维这种高新材料的未来密不可分。

仅凭着这样的学历和文凭,王景山开始在上海开创属于自己的事业天地。做一行关注一行,是他对自我的定位。“以前做羽毛球拍制造,我专门请了前国家队队员给我当教练,教我左右手挥拍进攻。但自从开始涉足碳纤维自行车领域后,我再也没有打过一次羽毛球,而是开始了每天近200公里的骑行。我觉得做一行必须要关注这一行。”

对于新材料应用,王景山有着天生的敏感与嗅觉,他花费二十几万元购买有关材料、机械、碳纤方面的书籍并熟读,开始研究碳纤维自行车的技术难点。只要你说得出机器设备的工作原理和工艺特点,王景山就能根据你的描述开发出来一套技术实用的机械设备,甚至去工厂参观一条流水线,从起始点到结束点,他只要走过一遍,就能估算出这套设备的各种数据与流程节点。这种超凡的工艺能力,一部分得益于他对机械运作全方面的深刻了解,无疑还应该有相当的天分因素存在。

对话王景山,你不得不承认用“天将降大任于斯人也”这句古话再合适不过他了。如果把自行车行业比喻成一个大花园,那他一定是其中一朵奇葩,好比在贫瘠的土地里埋下一粒种子,然后等待漫长的发芽过程,经历风雨但不见彩虹;但当百花开遍,他才绽放。用不可思议来描述我们对王景山的印象最为贴切,从不走寻常路、到独立,这位碳纤维奇才,给了我们太多的惊叹与传奇!

碳纤自行车 研发、研发,还是研发

2005年是王景山碳纤维事业的元年,这一年他在厦门成立了鸿基伟业复材科技公司。之前的中国大陆自行车行业,对碳纤维这个名词还比较陌生、鲜为人知的时候,他就带领专门研发碳纤维技术和生产的团队,在台资企业里打拼了3年。在组建这个企业之初,他全面了解了国内外碳纤维生产的现状和前景,做了一份500多页的可行性报告。2008年成立自己的公司时候,制定了未来自己企业的发展目标——一定要成为世界一流的具有自我知识产权与技术专利的碳纤维民用企业。

鸿基之所以立足和定位于自行车生产,是因为自行车行业规模可以不用很大,可以在自行车行业创建自己的品牌。还有一个原因,就是自行车行业又是很多材料和技术最先应用的行业,有这个悠久传统和先例。

在王景山领导下的鸿基伟业,申请了碳纤维方面国家专利60多项,还有30多项专利技术因为没有应用到生产所以没有申请。目前他们已经开始推出第二代研发产品,以后一两年就可以推出一代产品,他们已经规划到第六代产品。

雄心勃勃 涉足碳纤维汽车轮毂

只有你想不到,没有王景山做不到的。在鸿基伟业的产品展示厅里,专门摆放着一个他们生产的汽车轮毂,并且已经在王景山自己开的一辆跑车上安装了这种碳纤维轮毂。如果不是对自己生产的产品有十足的底气和把握,很难想象他的做法是不是在冒险。王景山的解释是,我必须要了解和测试我的碳纤维汽车轮毂,就像我必须骑行我们自己出产的碳纤维自行车一样!

除了汽车轮毂,鸿基还将合作投产碳纤维汽车轮毂、碳纤维公交车厢,主合作伙伴为国内著名大型企业,像一汽、中航工业、中科院、西安航空等。

作为一名民营科技型企业的老板,王景山的鸿基伟业的优势是极其明显的,比如,某些实力雄厚、科研能力又很强的大型国企,历来都是对口生产军事、航空器材,他们研发出来的民用产品及DNA还是立足于高精尖,在研发和生产环节都是大手笔、高投入,常常不计成本,而这些恰恰就是这些“高大上”的国企在生产民用产品时的短板:他们在投入与产出比的关系上,一时半会儿是不会有大的起色,也就是说,他们从研发到投产所花费的各种前期投入,决定了他们所生产的产品不具有市场选择上的优势。

王景山的优势就是具备自主研发的碳纤维生产机械设备的能力,这无疑惑降低了成本,提高了生产力和技术应用功能。随着机械设备流水线生产的普及,工作效率由人工到机械的成倍产能提高,碳纤维必定由现在的奢侈品消费,逐渐转变为质优价廉的日用品。这是不远的将来王景山所描绘的蓝图,而他所做的正是将蓝图变成现实的努力。

鸿基之所以立足和定位于自行车生产,是因为自行车行业规模可以不用很大,可以在自行车行业创建自己的品牌。还有一个原因,就是自行车行业又是很多材料和技术最先应用的行业,有这个悠久传统和先例。

对话王景山

《骑行风行》:王总你好!首先感谢你接受我们的专访。鸿基作为中国碳纤维领域中的龙头企业,目前生产的碳纤维轮圈应该在世界也是首屈一指,已经不比中国台湾、欧洲的企业落后,某些方面甚至还超出他们。这需要我们去重新认识中国的企业,重新改变我们对“中国制造”的认识。作为企业技术带头人,你觉得鸿基的硬实力在什么地方?

王景山:中国现在的企业并不仅仅停留在代工水准,很多企业在代工的同时一直在走自己的发展之路,不断创新和研发。

碳纤维车圈,最过硬的地方是刹车和轮圈接触的地方,下坡刹车时温度可以达到200°C,如果耐高温技术解决不了,在自行车比赛时就会出现很多意外。目前,鸿基生产的碳纤维车圈耐高温性能非常好,可以达到260°C,这应该是非常优异。现在我们为某品牌生产的轮组,在环法自行车赛上很受选手好评,今年将有更多的轮组在世界自行车大赛中出现。

《骑行风尚》:您能解释一下您所熟悉的碳纤维这种材料吗?

王景山:碳纤维应用已经很多年了,但是主要应用在航天、军事等高科技行业,应用到民用还只是最近十几年。现在很多人都把碳纤维产品当作奢侈品,其实它也就是生产材料而已,很多企业还在用手工来制造,还没有普及生产设备,更多的机械设备被研发,更多技术被解决,碳纤维也就和铝合金、钢材一样没有任何神秘色彩了。现在有些企业就是利用了消费者对于碳纤维认识不够,来诱导消费。

有的企业展出的产品和推广的碳纤维产品工艺说得神秘而深奥,但是禁不起推敲,海峡两岸都有这样不负责的企业,不是自己的专利和研发产品,宣传却称自己的首创,将没有经过安全测试的产品大肆炒作。

这看似一个企业的事情,其实是一个行业的问题。如果消费者对这个行业失去信心,失败的是我们所有人和整个行业,所以,我们有必要宣传和普及一下碳纤维知识。其实碳纤维并不神秘,原因是我们知道的太少。

《骑行风尚》:您能为广大碳纤维自行车发烧友介绍一下碳纤维车架和轮毂的关键技术是什么吗?

王景山:碳纤维车架和轮毂的技术关键点是解决内壁皱褶问题,这是个致命伤,如果解决不了这个问题,硬度和强度都没保证,这是自行车车架生产的最为致命节点。我们结合了国内外生产碳纤维车架企业生产的各自优势,通过不断研发、测试、攻关,最终找到了经济有效解决碳纤维内壁皱褶问题的工艺技术方法。而目前碳纤维的质量是否过关,最主要是消费者的不知情,因为皱褶是在内部,如果不把碳架剖开是发现不了其中是否存在的问题,而只能凭借严格的抽测和企业良心来杜绝。

《骑行风尚》:鸿基开发的碳纤维小轮折叠车今年再次荣获中国自行车创新产品优质奖,您能介绍一下你研发产品的思路吗?

王景山:我们这款小折叠车是全碳生产,车把和把立一体,轻便耐用,家庭轿车后备箱里完全可以放4~6辆,将来肯定会有市场。智能自行车正在逐步接近完善,我们把人体感应智能锁、智能刹车、智能变速、身体功能监测,融入自行车制造中,相信有一天任何人都会爱上这样高新的职能自行车。未来的自行车,肯定会出现拼插模块式、简易组装式的。在电动自行车生产方面,中置电机将来也是主流,我们已经开发,正逐步走向市场化阶段。今后鸿基的自行车品牌wiel推广也要加大力度,让他们的优质产品和工艺水准,让更多人共享。

《骑行风尚》:您对鸿基的未来是如何规划的?

碳纤维范文第4篇

关键词:碳纤维材料;桥梁维修加固;施工工艺和技术

中图分类号:TU74文献标识码: A

前言

随着交通技术的日益发展,我国的交通运输量也在不断的增加,目前我国的桥梁承载能力和使用年限已经满足不了当前的现状。因此,对桥梁的维修和加固上面已经受到了国家和建筑工程企业的关注,而碳纤维是用于桥梁维修和加固的一项新兴技术,它主要是利用利用浸渍树脂将碳纤维布沿受力方向或垂直于受力方向粘贴在受损的桥梁的混凝土构件上,使其和原有的钢筋共同起到了承重的作用,从而对混凝土起到了加固的作用。对桥梁加固之后,可以增加桥梁结构的抗拉力、抗裂性和延展性,有效的提高和增强桥梁结构的强度、抗裂性和延展性,可以有效的控制控制裂缝的延伸。碳纤维具有耐腐蚀、抗老化和优异的力学性能,使得在桥梁工程中混凝土的施工更加的方便和优势。随着新型碳纤维材料的大量生产和价格的降低,逐渐已经开始使用碳纤维材料代替钢板作为外加固材料。

1.碳纤维复合材料的性能

碳纤维材料是一种复合型的纤维材料,复合纤维材料就是由最基本的材料和增强材料两种材料组合而成的新型材料。

1.1碳纤维布

碳纤维材料的力学性能相对于较好,普通的碳纤维材料是以聚丙烯腈或以中间沥青纤维为基本的材料,最后经过高温碳化生成的,碳化的程度直接影响着密度和导电性能等。碳纤维长丝的直径一般在5到8之间,其中含有大约3000到18000根长丝束组成,为了改善碳纤维材料的亲和性,纤维的本身就要经过表面的处理,形成能够基体反应的活性基团。虽然碳纤维材料的比重很轻,但是其抗拉的强度确实刚的8倍左右,抗拉弹性也高于钢。因此碳纤维布的比读也就是材料的强度和密度之比可以达到2000Mpa/(g/cm3),而最好的钢也仅仅只是在60Mpa/(g/cm3)左右,碳纤维材料的比模量也比钢高了很多。材料的比强度越高,构件的钢度也就越大,虽然碳纤维材料的强度很高,但是她的弹性系数基本上和钢筋差不多。

1.2粘结材料

粘结剂的性能和工艺是受被加固的构件和碳纤维布同时决定的,要求粘结剂对被粘贴界面和碳纤维布有高的粘结力、抗拉和抗压,粘结剂对界面和碳纤维布都有良好的渗透性,具有抗老化、耐疲劳的优异性能。

粘结材料是根据粘结材料而定的,粘结材料主要包括浸渍树脂、底涂胶和整平材料。当底胶侵入到混凝土中的时候,加强混凝土表面的强度,改进粘结的性能,提高混凝土和碳纤维布之间的粘结性。碳纤维布有可能因为混凝土表面的日瑞凸起而产生锁上,从而降低了强度。在涂有底涂材料干燥之后,必须要使用平胶找平,补平材料可以补平因为混凝土因为表面造成的斜面和空洞等。浸渍树脂也是粘结的主胶,是将连续黏贴的碳纤维布紧密结合在一起,使纤维之间相互均匀结合抵抗外压力。

2.碳纤维加固的机理和特点

2.1碳纤维加固机理

碳纤维布是正交异性材料,它沿着纤维方向具有很高的强度单项加固一般是沿着加固混凝土梁体的纵向布置碳纤维布的主拉应力方向,这就要求和柱钢筋的受力方向要保持一致,碳纤维布黏贴在梁体受拉区,主要的作用就是保持和受力钢筋一样。碳纤维材料的纤维方向和受力的方向相同,强度就越高。当炭纤维材料的纤维材料和受力方向相同的时候,此时强度最低。使用环氧树脂将受力性能较好的碳纤维材料黏贴在混凝土中,等树脂固化后,混凝土结构和树脂固化后的碳纤维形成新的受力复合体,此时碳纤维才来哦和钢筋一起承受,降低了钢筋的应力。

2.2碳纤维材料加固的优点

(1)化学和物理性能较稳定:碳纤维材料的防水能力比较好,同时也有较好的抗酸、抗碱和抗紫外线的能力,适应在不同条件和不同气候条件下使用。同时炭纤维材料在用于桥梁加固的过程中,能够有效的延长桥梁使用的时间。

(2)力学性能:碳纤维材料主要就是用在混凝土桥梁结构中用于加固的材料,同时还可以提高桥梁的抗弯、抗压能力。而且碳纤维材料可以有效的组织地震和风力,在控制裂缝的程度上,碳纤维材料也能起到一定的作用。

(3)工序简单,节省材料:碳纤维材料可以使用不同的结构,也方便成型,从而减小了施工的难度,缩短了施工的时间。碳纤维材料的单位和体积都比较小,减少了在结构中的体积,节省了施工的材料。碳纤维材料加固的工艺简单,需要的工作场地也比较小,所以在对于桥梁工作的过程中受限制的条件下,就可以采取这个方法。

3.碳纤维材料在桥梁施工中的技术和工艺研究

3.1基地混凝土的处理

(1)裂缝处理:将碳纤维材料沿着裂缝的垂直方向进行黏贴。当裂缝宽度不超过0.2毫米的时候,可以使用环氧树脂进行表面的涂抹。当裂缝宽度超过0.2毫米的时候,使用环氧树脂进行浇灌在涂抹。当裂缝大于1毫米的时候,首先需要对主梁进行灌胶,然后在表面使用环氧树脂涂抹。

(2)面层的处理:对于混凝土表面的杂物、风化物和脱落的地面首先要使用砂轮机进行打磨,打磨完成之后在使用喷嘴机进行清除,粉末和灰尘也要进行处理,转角部分要使用倒角处理。如果表面有钢筋露出来的时候,要进行腐蚀处理,再用强度较好的环氧树脂进行修补。必须要使用清水冲洗一下,等修补的地方干燥之后才能进行下一步程序。

3.2底层涂料

为了将碳纤维材料和构件更好的黏贴,必须要在构件的表面涂抹一层底胶。首先,必须要确定好涂抹的量的多少,将涂料的主剂和固化剂按照一定的比例相互混合在以此,经过搅拌之后在一定的时间之内一次性用完。如果放置的时间太长就会影响粘结的质量。然后在使用刷子将涂料涂抹均匀,使其完全向下渗透到混凝土中。如果施工的环境太低,在使用刷子涂抹的时候不能涂抹的太厚。

3.3进一步修补粘结面

在桥梁中经常会存在一些空洞,而且凸出部分单独用滚轮机械磨平并不能达到很好的效果,在黏贴碳纤维材料的时候,就会出现起泡从而影响了黏贴的质量和效果。所以必须要在低层干燥之后,经过打磨之后在使用粘结腻子进行表面的重新修整。

3.4碳纤维材料的黏贴

在修整的表面干燥之后,才可以使用碳纤维材料黏贴。按照实际所需要的碳纤维材料的大小,使用剪刀进行裁剪,为了减少材料的浪费,尽量按照实际情况进行剪裁。将环氧树脂和硬化剂按照一定的比例进行调整,充分搅拌均匀,在搅拌的过程中使用多少就调配多少,超过使用时间的材料就不能在进行使用。然后使用刮刀和刷子将配置好的环氧树脂涂抹到混凝土的结构表面,使结构表面和粘贴剂紧密结合,在使用滚筒将碳纤维布中的气泡滚压,保证碳纤维布和黏贴及的黏贴质量。

结束语

碳纤维材料具有其独特的性质和良好的力学性能,在未来的几年之内,碳纤维材料会逐渐运用到房屋的修建和混凝土的休整之中。使用碳纤维材料不仅仅可以减少建筑的体积和重量,还可以缩短施工的时间,提高施工的质量,提高材料的使用率。碳纤维材料商回忆中新型的高强性粘结的材料,而且碳纤维材料的强度较高,为施工提供了便利,适合于桥梁下的高空工作,尤其是在加固桥梁的过程中。综上所说的可以得出,碳纤维材料的兴起和使用,在桥梁建筑的加固过程中更加的能够施工的质量,使得桥梁工程在加固的过程中有了一个方便快捷的修补方法。在未来的几年里,碳纤维的加固修补会在桥梁中被广泛的应用,同时还会使用到各种建筑工程中。

参考文献

[1]项以名,芦全喜.碳纤维加固技术在桥梁加固中的应用[J].科技创新与应用,2013,06:177.

[2]马骏.探究碳纤维加固技术在桥梁施工中的应用[J].黑龙江交通科技,2013,04:113.

碳纤维范文第5篇

能上《新闻联播》的,肯定是国内外大事!看来这位李教授的研究很了不起,可到底“了不起”在什么地方呢?碳纳米管又是神马东东?哈哈,儿童相见不相识,千万别说你不认识它,它经常会在你的化学考卷里露一脸。

一个球和一个管的故事

碳纳米管,顾名思义,由碳原子组成,它的大小是纳米――也就是10-9米数量级,形状呈管状。区区四个字的名字,涵盖了三个性质,这的确是一个好名字。不过,你知道吗?碳纳米管还有一个名字叫巴基管,这个名字听上去可就土多了,它来源于一个人的名字,这个人叫做巴基・富勒。

巴基・富勒是一个建筑师,以设计未来时代的城市著称。他的代表作艾波卡特坐落于美国佛罗里达州的迪斯尼世界度假区,是这个度假区内除迪斯尼外的第二座主题乐园――未来城市主题乐园。艾波卡特在1982年10月正式开幕,建筑的整体由一个巨大的网格球顶型包裹,周围也都是同样未来派风格的建筑。

在艾波卡特落成后的第3年,1985年,英国化学家哈罗德・克罗托和美国化学家理查德・斯莫利制备出了一种很特别的物质。这种物质的分子由60个碳原子组成,这60个碳原子组成一个足球的形状。看上去和艾波卡特如此之像,再加上克罗托和斯莫利又是巴基・富勒的超级粉丝,于是这种新的物质被命名为富勒烯。在我国,也有人称这种物质为巴基球或足球烯。

我们知道,碳是地球上最重要的元素之一。所有的生物,包括我们人类的身体里,都充满了碳元素。化学家们为了研究碳和碳的化合物,专门开辟了有机化学这一重要的化学领域。化学家们很早就知道,纯净的碳有两种不同的形态――金刚石和石墨,所谓金刚石,就是女士们手上戴着的闪闪发光的钻石;而石墨,是一种黑黑的粉末,是铅笔芯的主要材料。

看上去如此不同的两样东西,居然都是由碳组成的,可见碳的神奇!然而事情还没有完,克罗托和斯莫利的工作带给我们一种全新的认知,碳原子居然还能排列成这个样子!

富勒烯的发现开阔了人们的视野,科学家们开始寻找碳的其他组合方式。功夫不负有心人,1991年,日本物理学家饭岛澄男发现了管状的富勒烯。既然球状的叫巴基球,干脆管状的就叫巴基管吧。这就是我们前面讲到的碳纳米管。在碳纳米管中,每一个碳原子都和其他碳原子一起组成六边形,所有的六边形连接在一起,形成一个管状结构。

制造碳纳米管的最大难题

碳纳米管是一种“超级材料”,它的强度是钢材的300倍,而密度仅仅是钢材的1/6,而且它还拥有良好的柔韧性,可以随意拉伸,被誉为“全能纤维”。碳纳米管有良好的导热性和导电性,也许在不久的将来,它可以取代硅成为计算机芯片的主要材料。

虽然全能,可目前的碳纳米管还只能在实验室中拳打脚踢施展武艺。之所以会这样,是因为想要制造一个碳纳米管实在太困难了!前面那张图里的碳纳米管是一种完美的形状,每个碳原子都和其他的碳原子组成六边形。可是在实际制造碳纳米管的过程中,可没有那么完美了,五边形、六边形、七边形……一个个长得都歪瓜裂枣。这些碳原子会随机组成各种不同的组合,这些不确定的组合会严重影响碳纳米管的性质!人们不知道如何来控制碳纳米管的结构,从而得到性能稳定的成品。这个问题一直困扰了人们20多年。

李彦教授和她的课题组找到了一种很好的方法,可以控制碳纳米管的结构,从而生产出完美的全部六边形的碳纳米管。这一发现,无疑为碳纳米管的深度开发应用奠定了基础。

“全能纤维”也有不少缺点

作为一种超级材料,碳纳米管的应用,无疑能给我们的生活带来很多的便利。不过它也有很多不好的地方。