中 国 碳 纳 米 研 究 世 界 领 先
据 中 国 消 息, 如 果 要 从 地 球 到 月 球 拉 一 根 线 缆, 只 有 使 用 碳 纳 米 材 料 是 可 能 的, 其 他 材 料 都 会 被 自 身 的 重 量 压 垮。日 前 在 北 京 清 华 大 学 召 开 的 国 际 碳 素 会 议 透 露, 中 国 科 学 家 对 这 一 强 度 高 重 量 低 的 材 料 的 研 究 水 平 近 几 年 已 跃 居 世 界 前 列。

据 报 道, 每 年 一 届 的 国 际 碳 素 会 议 2002 年 9 月 16 日 首 次 在 中 国 举 行, 这 是 世 界 碳 素 研 究 领 域 最 重 要、 规 模 最 大 的 学 术 交 流 活 动。 据 中 科 院 金 属 研 究 所 副 所 长 成 会 明 介 绍, 会 议 能 在 中 国 召 开, 是 因 中 国 近 年 来 在 碳 纳 米 材 料 研 究 领 域 取 得 了 一 系 列 具 有 国 际 影 响 的 重 要 成 果, 具 备 了 与 世 界 对 话 的 实 力。

中 国 科 学 院 物 理 研 究 所 解 思 深 研 究 员 率 领 的 科 研 小 组, 不 仅 合 成 了 世 界 上 最 长 的 "超 级 纤 维" 碳 纳 米 管, 创 造 了 一 项 "三 毫 米 的 世 界 之 最", 还 合 成 出 世 界 上 最 细 的 碳 纳 米 管。1999 年, 北 京 大 学 薛 增 泉 教 授 领 导 的 研 究 组 在 世 界 上 首 次 将 单 壁 碳 纳 米 管 组 装 竖 立 在 金 属 表 面, 并 组 装 出 世 界 上 最 细 且 性 能 良 好 的 扫 描 隧 道 显 微 镜 用 探 针; 中 科 院 金 属 研 究 所 合 成 出 高 质 量 的 碳 纳 米 材 料, 使 中 国 新 型 储 氢 材 料 研 究 一 举 跃 上 世 界 先 进 水 平。 中 国 一 些 科 研 院 所 和 高 校 在 碳 纳 米 管 材 料 的 制 备、 储 氢 特 性、 电 磁 特 性、 场 发 射 特 性 等 方 面 的 研 究 颇 具 成 效。

碳 纳 米 管 是 由 碳 原 子 组 成 的 从 一 层 到 几 十 层 不 等 的 同 轴 圆 管, 直 径 可 以 小 到 一 个 纳 米, 相 当 于 头 发 的 五 万 分 之 一, 可 广 泛 用 于 生 物、 半 导 体、 信 息 和 通 讯、 医 学 与 健 康 等 领 域。 1991 年 碳 纳 米 管 由 日 本 科 学 家 发 现 后, 便 在 世 界 各 地 掀 起 了 研 究 的 热 潮。

国 际 碳 素 会 议 每 年 轮 流 在 美 欧 亚 三 洲 的 国 家 举 行,这 次 是 第 27 届, 由 中 科 院 金 属 研 究 所、 中 科 院 山 西 煤 化 所 和 清 华 大 学 联 合 主 办。 海 内 外 的 450 余 名 专 家 学 者 参 加 了 本 届 会 议, 他 们 将 在 会 上 交 流 最 新 的 研 究 成 果 并 谋 求 合 作, 同 时 还 有 相 关 企 业 在 会 议 期 间 展 出 碳 素 产 品。

另 据 报 道, 专 家 们 预 计, 在 不 久 的 将 来, 由 碳 纳 米 管 制 成 的 各 种 材 料 可 望 在 实 际 生 活 中 得 到 广 泛 应 用, 到 时 候, 人 们 可 能 在 不 经 意 间 就 大 量 接 触 碳 纳 米 管 了。

碳 纳 米 管 又 名 巴 基 管, 是 一 种 具 有 独 特 结 构 的 一 维 量 子 材 料。 由 於 具 有 独 特 的 电 子 结 构 和 物 理 化 学 性 质, 碳 纳 米 管 在 各 个 领 域 中 的 应 用 已 引 起 了 各 国 科 学 家 的 普 遍 关 注。碳 纳 米 管 本 身 所 拥 有 的 潜 在 优 越 性, 决 定 了 它 无 论 在 物 理、 化 学 还 是 材 料 科 学 领 域 都 将 有 重 大 的 发 展 前 景。 比 如 在 材 料 科 学 领 域, 碳 纳 米 管 的 长 度 是 其 直 径 的 几 千 倍, 被 称 为 "超 级 纤 维"。 它 的 强 度 比 钢 高 一 百 倍, 但 密 度 只 有 钢 的 1/6。 它 们 非 常 微 小, 五 万 个 并 排 起 来 才 有 人 的 一 根 头 发 那 么 宽。 利 用 碳 纳 米 管 可 以 制 成 高 强 度 碳 纤 维 材 料。

成 会 明 研 究 员 说, 由 於 碳 纳 米 管 壁 能 被 某 些 化 学 反 应 所 「溶 解」, 因 而 它 们 可 以 作 为 易 於 处 理 的 模 具。 用 金 属 灌 满 碳 纳 米 管, 然 後 把 碳 层 腐 蚀 掉, 还 可 以 得 到 导 电 性 能 非 常 好 的 纳 米 尺 度 的 导 线。 此 外, 利 用 碳 纳 米 管 做 为 锂 离 子 电 池 的 正 极 和 负 极 可 以 延 长 电 池 寿 命, 改 善 电 池 的 充 放 电 性 能。

碳 纳 米 管 还 被 认 为 是 制 造 新 一 代 平 面 显 示 屏 的 好 材 料。 中 科 院 金 属 所 李 峰 博 士 说, 目 前 的 电 视 都 是 利 用 电 子 枪 向 屏 幕 发 射 电 子 来 成 像 的, 如 果 使 用 具 有 高 度 定 向 性 的 单 壁 碳 纳 米 管 作 为 电 子 发 送 材 料, 不 但 可 以 使 屏 幕 成 像 更 清 晰, 而 且 可 以 缩 短 电 子 到 屏 幕 之 间 的 距 离, 从 而 制 成 更 薄 的 电 视 机。

在 能 源 科 学 方 面, 碳 纳 米 管 也 有 著 广 泛 的 应 用。 李 峰 博 士 说, 碳 纳 米 管 可 以 在 较 低 的 气 压 下 存 储 大 量 的 氢 元 素, 利 用 这 种 方 法 制 成 的 燃 料 不 但 安 全 性 能 高, 而 且 是 一 种 清 洁 能 源,在 汽 车 工 业 将 会 有 广 阔 的 发 展 前 景。 不 过, 这 种 技 术 目 前 还 不 成 熟, 国 际 上 也 有 专 家 对 此 不 太 认 同。
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