第一情报 ---材料工业

04-05重大纳米技术成果和产品:纳米材料

供稿人:ISTIS  供稿时间:2006-10-12   关键字:纳米材料  
日本高科技工业技术学会将水引入普通碳纳米管制造工艺中,生产出了又长,密度又高,并且垂直排列的纯碳纳米管。使用他们的技术,已经生产出了单壁碳纳米管,长2.5毫米,纯度为99.98%,其直径只有一到三个纳米。相对于过去常规使用的碳纳米管生长技术,新技术更加快捷、廉价,能在生长过程中更有效地保护碳纳米管不受损坏。并且它可保证培育过程有条不紊,培育出的碳纳米管纯度高,可应用于许多领域,包括生物、医学假体、化工、电磁学研究等等。该技术有望在五年内被用于大批量生产碳纳米管,在十年内转入实际生产。
 
美国德克萨斯大学达拉斯分校(UTD)的纳米专家和一所澳大利亚大学合作制备出透明的碳纳米管织布,强度比相同重量的钢还要高,并且论证了其在多个领域的应用,包括有机发光显示,低噪声电子传感器,人工肌肉,以及在万分之一秒内进行开关的宽带偏振光源等。以前的制备方法是将碳纳米管在液体中分散,处理过程非常慢,现在由UTD_CSIRO小组提出的固态生长法可以使用性能最优化的极长的碳纳米管。通过旋转处理,1厘米宽的纳米管织布生产速度可达每分钟7米。
 
德国拜罗伊特大学的科学家研制出了一种碳纳米材料,其硬度超过了普通钻石。他们对“布基球”进行了高温高压处理。“布基球”是由60个碳原子,相互锁合形成的空心笼状结构,强度极大。处理过程中,将压力控制在200个标准大气压,同时将温度升高到2226摄氏度。 这种新材料的密度比普通钻石高0.3%,强度超过已知的任何一种材料。该材料已被命名为“聚合碳纳米棒”。这种材料在高温下非常稳定,可以在打磨和深度钻探领域代替普通钻石,具有广泛的工业应用前景。
 
多伦多大学电气及计算机工程系的Ted Sargent教授及其领导下的北电网络加拿大新兴科技研究组说他们发明红外感光纳米材料,能吸收非可见光。他们们利用半导体晶体制造出大小只有2、3或4纳米的粒子。这些微小的纳米粒子能在日常溶剂中均匀分散,然后将这些微小的纳米晶体调到可以捕捉波长非常短的光,由此产生了可发射红外线的探测器。
 
法国Paul Pascal研究中心与南巴黎大学的研究人员利用热拉法,增加碳纳米管制成的纤维的机械性质。此加工法可增进纤维在低应变下的韧性,并且能使其变得更防水。这些纤维可以应用在防弹背心、头盔、安全手套及服裝,以及任何需要抵抗碰撞及吸收能量的复合材料中。
 
日本帝人公司开发成功了具有光触媒活性的二氧化钛纳米纤维,纤维直径大约为200nm。该公司通过在喷射带电溶液的“静电纺纱工艺”上进行大力研究,开发成功了此前生产难度较大的纳米纤维。与作为光触媒大量采用的二氧化钛微粒子相比,纳米纤维光触媒的活性更高。该公司希望今后将其普遍应用于高性能过滤器等产品。
04-05重大纳米技术成果和产品:能源和环保
日本Exlan工业通过在丙烯酸纤维中掺入光触媒氧化钛,开发出一种具有良好自洁功能的新型纤维,并计划于2006年春开始上市。具体来说,可起到(1)包括氨、硫化氢、三甲胺以及硫醇和烟臭在內,可消除苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机化合物的“除臭功能”;(2)以黄色葡萄球菌为代表的“抗菌除臭功能”;(3)清除烟碱等有机污物的“防污功能”。
 
2005年7月21日,俄罗斯托木斯克科学家利用100毫微米的氧化物薄膜制成了气体传感探测器,其超高灵敏度能使它在较大空间范围内非常精确地发现有毒气体的存在。
 
2005年7月26日,美国NIST和Turkey's Bilkent大学发现,钛修饰碳纳米管可以解决有效储氢的两个关键问题:不但能够收集足够数量的氢分子,而且可以在加热时轻易地释放氢。
 
 松下电池产业有限公司推出了大容量锂电池。该公司称:这是业界容量最大的电池。该电池之所以具有巨大的容量,是因为其阴极中使用了镍酸锂,并采用纳米技术做表面封装。松下公司还肯定了该电池的安全性,说安全性是电池研发过程中首要考虑的一个问题。松下公司计划将该电池投入商业运营,应用到手机、笔记本电脑、数码相机中。
 
 东芝公司今年3月份发布了可在一分钟内充电的新型电池,该电池利用最新纳米技术改进了锂离子电池,从而使高速充电成为可能,争取2006年实现量产化。东芝公司称,为了使电池可平滑地吸收锂离子,新型高速电池采用纳米技术的微离子新材料作为电池负极材料,这种纳米材料制成的电池负极可高速分解有机电解液,从而实现高速充电的目的。与传统锂电池相比,按电池体积换算的静电容量比原来电池超出数十倍。东芝展示的高速充电电池仅用5秒时间即可完成一台硬盘音乐播放器电池的正常充电。
 
日本夏普公司2004年开发出一种薄如纸张的太阳能电池。这种新型太阳能电池像两张名片一样大,厚200微米,重约1克,发电能力为2.6瓦。它的另一优点是光电转换效率很高,达到了28.5%。
 
2005年7月,韩国电子和电信研究所太阳能电池研究小组开发出了全球效率最高的柔性太阳能电池的原型产品。这种柔性太阳能电池的造价相当低,而将太阳能转换为电能的性能是目前传统的基于硅的太阳能电池的两倍,厚度只有0.4毫米。
 
加拿大与德国的科学家提出了一种新的储氢技术,是利用石墨层之间的纳米级间距来储存氢气,可供给燃料電池的储存氢元件使用;与其他储氢材料(如奈米碳管)相比,石墨具有便宜、无毒及制备容易等优点。

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作者:古宏晨|
刊名:世界科学
年:1999
卷:
期:04
摘要:

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