近年來,碳納米技術(shù)的研究相當(dāng)活躍,多種多樣的納米碳結(jié)晶、針狀、棒狀、桶狀等層出不窮。2000年德國(guó)和美國(guó)科學(xué)家還制備出由20個(gè)碳原子組成的空心籠狀分子。根據(jù)理論推算,包含20個(gè)碳原子僅是由正五邊形構(gòu)成的,C60分子是富勒烯式結(jié)構(gòu)分子中小的一種,考慮到原于間結(jié)合的角度、力度等問題,人們一直認(rèn)為這類分子很不穩(wěn)定,難以存在。德、美科學(xué)家制出了C60籠狀分子為材料學(xué)領(lǐng)域解決了一個(gè)重要的研究課題。碳納米材料中納米碳纖維、納米碳管等新型碳材料具有許多優(yōu)異的物理和化學(xué)特性,被廣泛地應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。
分為丙烯腈碳纖維和瀝青碳纖維兩種。碳纖維質(zhì)輕于鋁而強(qiáng)力高于鋼,它的比重是鐵的1/4,強(qiáng)力是鐵的10倍,除了有高超的強(qiáng)力外,其化學(xué)性能非常穩(wěn)定,耐腐蝕性高,同時(shí)耐高溫和低溫、耐輻射、消臭。碳纖維可以使用在各種不同的領(lǐng)域,由于制造成本高,大量用于航空器材、運(yùn)動(dòng)器械、建筑工程的結(jié)構(gòu)材料。美國(guó)伊利諾伊大學(xué)發(fā)明了一種廉價(jià)碳纖維,有高強(qiáng)力的韌性,同時(shí)有很強(qiáng)勁的吸附能力、能過濾有毒的氣體和有害的生物,可用于制造防毒衣、面罩、手套和防護(hù)性服裝等。
納米碳材料是指分散相尺度至少有一維小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子組成,也可以由異種原子(非碳原子)組成,甚至可以是納米孔。納米碳材料主要包括三種類型:碳納米管,納米碳纖維,納米碳球。
納米碳纖維:是指直徑為納米尺度而長(zhǎng)度較大的具有一定長(zhǎng)徑比的線狀材料,此外,將納米顆粒填充到普通纖維中對(duì)其進(jìn)行改性的纖維也稱為納米纖維。狹義上講,納米纖維的直徑介于1nm到100nm之間,但廣義上講,纖維直徑低于1000nm的纖維均稱為納米纖維