碳納米管是一種性能優(yōu)異的纖維狀納米碳材料,直徑在納米量級(jí),具有奇異的物理化學(xué)性能,如具有金屬或半導(dǎo)體導(dǎo)電特性、極高的機(jī)械強(qiáng)度、場(chǎng)致電子發(fā)射特性、寬帶電磁波吸收性能以及高效吸附性能等,在導(dǎo)電或?qū)ъo電復(fù)合材料、塑料增強(qiáng)、平板顯示、生物傳感器等領(lǐng)域有重要應(yīng)用前景。采用移動(dòng)床催化裂解法生產(chǎn)碳納米管的生產(chǎn)成本也已降低到15萬(wàn)元/噸以下,很多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)都可接受這一成本。但由于碳納米管的長(zhǎng)徑比過(guò)大,一般在1000以上,納米管之間相互纏繞,難于分散,嚴(yán)重影響了碳納米管的應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作。降低碳納米管的長(zhǎng)徑比是改善其分散性能的先決條件,同時(shí)也是改善其在平板顯示器上應(yīng)用性能的重要手段。因此,碳納米管的截短技術(shù)成為必須攻克的堡壘。
于作龍研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組在中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重大項(xiàng)目的支持下,長(zhǎng)期從事碳納米管的制備與應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)工作,于2000年6月實(shí)現(xiàn)碳納米管的連續(xù)化批量制備;2001年11月在深圳建成我國(guó)最早的碳納米管生產(chǎn)基地,年產(chǎn)不同直徑的碳納米管5-10噸;2002年又獲得國(guó)家“863”計(jì)劃納米材料專(zhuān)項(xiàng)支持,開(kāi)展含碳納米管導(dǎo)靜電涂層材料制備技術(shù)研究,目前已成功開(kāi)發(fā)出含碳納米管塑料導(dǎo)電母粒以及代替導(dǎo)電云母粉的含碳納米管復(fù)合導(dǎo)電粉體;2003年制備出取向聚集的碳納米管,在場(chǎng)致電子發(fā)射方面顯示出優(yōu)異的性能。近期,該課題組在國(guó)際上首次采用高強(qiáng)擠壓研磨設(shè)備,在工業(yè)規(guī)模上成功突破碳納米管截短的技術(shù)難題。采用該技術(shù),不但可人為控制碳納米管的長(zhǎng)度,而且研磨過(guò)程連續(xù)不間斷,保證了短碳納米管的規(guī)模化連續(xù)生產(chǎn)。
碳納米管截短技術(shù)的突破,使長(zhǎng)徑比較小的碳納米管批量生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。這必將為我國(guó)碳納米管應(yīng)用技術(shù)的開(kāi)發(fā)如打下良好基礎(chǔ)。