综述:日本企业相继研究开发碳纳米管制做法
新华网东京9月15日电(记者张可喜)
包括碳纳米管在内,纳米技术在全世界范围内还处于实验室研究开发阶段。低成本、高质量的大批量材料制造工艺是最基本的技术,日本企业正在把它作为这一领域最优先的课题加紧研究开发,并不断取得进展。
碳纳米管是日本科学家饭岛澄男在1991年发现的,是碳原子组成的微小管状结构。日本在这一研究领域目前处于领先地位。这种纳米材料的基本制造方法是使用电弧放电法,即在两根石墨电极之间放电,使石墨电极蒸发,形成碳纳米管。但是,这种方法的生产效率很低,因此无法进行大批量生产,满足需求。
昭和电工公司从1998年起开始研究催化剂气相分解法。它使用1000摄氏度高温的反应炉,以钴或铁为催化剂,把碳氢化合物苯分解,碳分子就附着在催化剂的微粒上面,生长为碳纳米管。目前,该公司已经制造出能够连续生产的试验性设备,1个小时生产200克的碳纳米管。目前,这被认为是最有希望达到大批量生产水平的制造技术。
大阪瓦斯公司开发的方法是用镁作为还原剂,使聚四氟乙烯树脂脱氟,制成三价碳中间体,作为碳原子的供应源,通过在真空条件下加热,利用电子束等的激发作用制做碳纳米管。改变电子束激发的强弱,还能够控制碳纳米管的长度、直径及形状等,产出率可达50%。这种碳纳米管适合于制造储氢材料。该公司计划在3年内达到实用化水平。
日本电气公司开发的方法是激光照射法,即向混有金属的碳材料照射激光,获得碳纳米管。其优点是产品的纯度高,质量好,缺点是难以进行大批量生产。
东芝公司则以碳化物为基板,在200至1500摄氏度的温度下使之与氯或氟等气体接触,制做碳纳米管。索尼公司采取的方法是使用象富勒结构(即由碳原子组成的足球状结构)一样的碳分子,添加白金等金属作为催化剂加热。不过,这两家公司的制造方法虽然产量高,但是质量较差。
上述企业拥有先进的制造技术和强大的研究开发能力,目前都在进一步改良碳纳米管的制做方法,以尽快达到商业化水平。(完)
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