NEC Corporation tillkännagav idag upptäckten av ett nytt nanokolmaterial, kolnanoborsten, " ett fibröst aggregat av enkelväggiga kolnanohorn. Dessutom, NEC har blivit det första företaget i världen att tillverka kolnananoborsten.

Kolnanohorn är hornformade (figur 2) nanokolstrukturer 2-5 nanometer (nm) i diameter och 40-50nm i längd, som hittills har framställts som radiella sfäriska aggregat (figur 3). Den nyupptäckta kolnananoborsten är ett unikt format material. Det är fibrösa aggregat som består av radiellt sammansatta grafenbaserade enkelväggiga nanorör, namnges här som fibrösa aggregat av enkelväggiga kolnanohorn, vars struktur liknar en rund borste (figur 1).

""Kolnananoborsten" är ett nytt nanokolmaterial som, som befintliga kolnanohorn, har hög dispersitet i vatten och lösningsmedel, och hög adsorptivitet, inklusive substansadsorption, men har mer än 10 gånger den elektriska ledningsförmågan än befintliga kolnanohorn, en viktig egenskap för industriella tillämpningar, sade Dr Sumio Iijima, Senior forskare, NEC Corporation. "Med dessa egenskaper, det förväntas att kolnananoborsten kommer att bidra till att förbättra den grundläggande funktionaliteten hos en rad enheter, inklusive att öka hastigheten på sensor- och ställdonsvar, förbättra utgångsegenskaperna hos batterier och kondensatorer, samtidigt som den elektriska ledningsförmågan hos gummi- och plastkompositmaterial ökar, samt har tillämpning inom ett brett spektrum av branscher."

Funktioner hos "kolnanobrushen" inkluderar följande:

Strukturera

(1) Enkelväggiga kolnanohorn med 2-5 nm i diameter och 40-50 nm i längd samlas radiellt och är fibröst sammankopplade i flera mikrometer.

(2) Det enkelväggiga kolnanohornet som är en hornformad nanokolstruktur med en stor yta samlas radiellt och ansluts fibröst i flera mikrometer. Så den har en stor yta per massenhet (upp till 1700㎡/g).

Egenskaper

(1) Dispersitet

Som kolnanohorn, kolnananoborsten har hög dispergerbarhet, dispergering i vatten och organiska lösningsmedel, till exempel. Detta innebär att det enkelt kan blandas med en mängd olika material, gör det enkelt att förbättra dess egenskaper som basmaterial.

(2) Adsorptivitet

Som sfäriska nanohorn av kol, kolnanoborsten kan innehålla olika ämnen i de nanostora utrymmena inuti den rörformiga strukturen, så det kan användas som en högpresterande adsorbent. När hål bildas på ytan av kolnanohornen genom oxidationsbehandlingar, det inre utrymmet kan användas, utvidga ytan med en faktor på ungefär fem och kraftigt öka adsorptiviteten.

(3) Elektrisk ledningsförmåga

Eftersom kolnanoborste är ett fibröst aggregat av radiellt sammansatta kolnanohorn, den har mer än 10 gånger den elektriska ledningsförmågan jämfört med befintliga sfäriska nanohornaggregat av kol. Som ett resultat, de är mycket effektiva för att öka hastigheten på sensor- och ställdonsvar, öka utgångsegenskaperna hos batterier och kondensatorer, och öka den elektriska ledningsförmågan hos kompositmaterial av gummi och plast.

Produktionsprocess

Kolnananoborste kan framställas vid rumstemperatur och under atmosfärstryck med hjälp av laserablationsmetoden där ett järnhaltigt kolmål (massa av kol) bestrålas av en laser med hög effekttäthet. Den enkla produktionsprocessen gör att de kan produceras effektivt och till en låg kostnad jämfört med kostnaden för andra nanokolmaterial.