中國粉體網訊  碳納米管可看作是由石墨烯卷起來直徑只有幾納米的微管，按照層數來分類，可分為單壁碳納米管和多壁碳納米管。

由于尺寸的減小和表面狀態的改變，碳納米管可表現出納米材料的一些固有性能，加上其特有的螺旋結構，具有良好的力學、電磁學、熱學性能。這些獨有的特性使碳納米管在鋰電池的應用上也大展拳腳。

碳納米管部分應用簡介

（1）儲氫材料

碳納米管(CNTs)管道結構以及多壁碳納米管(MWCNTs)之間的類石墨層空隙，因此碳納米管(CNTs)能夠成為很有潛力的儲氫材料。

（2）催化劑載體

碳納米管(CNTs)能夠使體系的晶體結構和電子結構產生明顯的改變，因此表現出特殊的電子效應和表面效應。碳納米管(CNTs)擔載催化劑后能夠極大地提高催化劑的選擇性和活性。

（3）負極材料

由于層間距為0.34nm的碳納米管大于層間距為0.335nm的石墨，使碳納米管有利于鋰離子的嵌入與遷出。當碳納米管(CNTs)摻雜石墨時能夠提高石墨負極的導電性，從而消除極化。

（4）環保應用

由于碳納米管(CNTs)具有比表面積大，再生性能好以及重復利用的特點，碳納米管可以用作凈水劑，能去除水中的細菌和懸浮物，其吸附能力是普通凈水劑的10-20倍。

OCSiAl與單壁碳納米管

單壁碳納米管，常被稱為“改變未來的神奇材料”，只需添加千分之一甚至萬分之一，即可顯著改善材料的性能。單壁碳納米管的特性是超級強韌、高導電，現已廣泛應用于航空航天、汽車、建筑、礦業、電子和交通行業。

OCSiAl是全球首家量產工業化應用單壁碳納米管的公司，2014年開始進入市場，當時OCSiAl以低于市場價75倍的價格，為客戶供應單壁碳納米管，使得碳納米管材料易于被許多行業所接受。

OCSiAl Hong Kong總裁Grigory Gurevich說：“單壁碳納米管由一種特殊結構的碳聚集組合起來，可以給許多不同材料帶來奇異的性能改善，例如導電性、導熱性及其他一些物理特性。可以說這是它的主要特點，所以它是一種多用途添加劑，適用于許多不同物質。”

如OCSiAl在鋰電行業推出的單壁碳納米管產品，即TUBALL™FOIL，一位OCSiAl客戶分享了自己的使用感受：“TUBALL™FOIL的電阻小于與其最有可比性的碳涂層箔的電阻。厚度大幅減小提高了電池的能量密度。同樣重要的是，我們在焊接極耳過程中沒有遇到任何問題。”

單壁碳納米管實現塑料導電

而在近日，全球最大的單壁碳納米管生產商OCSiAl，將單壁碳納米管應用于生產高性能導電塑料，以及抗靜電、透明的包裝材料，目前已經取得了很多成功案例。

單壁碳納米管作為基礎材料改性的高級添加劑，主要優勢在于：優異的導電性和重量比（跟銅一樣導電，但比銅輕5倍），耐高溫性能（高達1000°C）和高強度（比鋼強100倍）。添加量可低至0.01%的單壁碳納米管，可使制造商在生產終端產品時，降低原材料成本，從而降低了產品價格。

OCSiAl及其合作伙伴，將單壁碳納米管應用于主要的熱塑性復合物中已取得了成功，包括：溫室聚乙烯薄膜、抗靜電聚酰胺、滾塑容器、PVC塑料溶膠等。只需添加0.002%—0.1%的單壁碳納米管，即可實現均勻穩定的導電性，同時可以保持塑料的高透明度、飽和色彩和優異的機械性能。

其合作伙伴金發科技股份有限公司的高級研發工程師趙體鵬博士說：“在改性塑料的應用中，我們主要是利用單壁碳納米管的電性能，給我們增加一些功能性。單壁碳納米管本身的導電性能和力學性能都非常好，它可以實現非常小的添加量，即可達到我們想要的功能。”

當單壁碳納米管應用于塑料領域，終端用戶和高科技產品制造商一直擔心的問題是在材料損壞過程中微顆粒的釋放。針對于此，世界上最大的單壁碳納米管的制造商OCSiAl發起了一項有關單壁碳納米管在材料基質中移動的健康和安全測試。

這項測試由歐洲領先的獨立研究和技術組織VITO操作，實驗內容是在測試室內對無添加劑和添加了TUBALL™的環氧樹脂、聚乙烯和橡膠材料進行模擬實驗，捕捉任意釋放的懸浮微粒，并用TEM顯微鏡進行測量。

TEM顯微鏡的分析結果顯示，在鉆孔和耐磨測試中，沒有發現任何獨立的或突出的單壁碳納米管。另一個重要的發現是，與無添加劑的材料相比，添加了TUBALL™納米增強的材料所釋放出的納米級顆粒數量，根據材料的類型計算，減少量高達35%。這又一次證明了單壁碳納米管的粘合能力：其所形成的三維納米管網絡能夠極大地強化材料的結構。

結語

作為一個嶄新的前沿材料，碳納米管產業化過程正在不斷推進，應當注意到，與傳統大量化學品相比，碳納米管距離大規模應用（百萬噸量級)還很遙遠，其宏量制備的科學原理和工程基礎正從多學科交叉角度進一步深入，以望在可持續社會發展中扮演越來越重要的角色。

碳納米管是一個兼具學術性、產業前沿性及未來實用性的領域，值得花費更多的時間和精力，在下一個10年帶來產業化的碩果。

（中國粉體網編輯整理/漫道）

參考來源

張強等.碳納米管的宏量制備及產業化

艾邦高分子.單壁碳納米管廠商OCSiAl建立上海技術中心，推動高性能導電塑料應用

每經網.單壁碳納米管生產商OCSiAl榮登獨角獸企業榜單

高工鋰電網、有機硅、OCSiAl官網