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為什麼碳納米管很結實

生活 更新时间:2024-11-17 00:16:44

為什麼碳納米管很結實(1厘米粗可吊起160頭大象)1

圖為碳納米管

在擁有了強大的綜合國力之後,中國已經在基礎科學領域内取得了很多成就,前幾年一個好消息傳來,中國科學家在材料科學領域内取得了最新成就,成功制造出了長度達70厘米的碳納米管,轟動了全球,那麼中國的碳納米管技術究竟有多厲害呢?原來這是一種強度遠高于傳統材料的全新材料,可以用于制造未來的太空電梯等高級設備,一厘米粗的碳納米管纜繩就可以吊起160頭大象,難道中國的太空電梯技術就要問世了嗎?有網友興奮的表示一旦這一技術成熟,全人類都将因此獲得巨大利益。

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圖為碳納米管顯微照片

碳納米管是最近幾十年,納米技術成熟之後才發展起來的一種全新材料,和傳統的鋼鐵等金屬材料以及羊毛等纖維材料不同,碳納米管是一種非常奇特的物質,它是一種全部由碳原子組成的管狀結構,因為不含有其他雜質原子,碳納米管的強度非常之高,比現有最強大的材料還要高出數萬倍,而且因為呈中空的管狀結構,碳納米管還可以用于制造擁有特殊性質的材料,比如利用它制造納米級别的超微型管道或引擎等,或利用它的優良導電性制造下一代半導體芯片。

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圖為碳納米管

但是這種材料的制造難度也非常之高,碳納米管的分子結構在納米級别,并且呈現特殊的形态,傳統的化學合成技術雖然可以輕松的制造長度隻有微米級别的碳納米管,但如果想用它制造高強度材料,就必須制造出長度達到厘米甚至米級别的碳納米管,如今全球各國的專家都在探索制造超長碳納米管的技術,但都還沒有取得突破,畢竟制造一種直徑隻有幾十納米,長度卻達到幾十厘米的特殊分子難度非常高。也正是因為難度非常高,中國科學家取得的成就才會獲得全世界關注,這次中國科學家成功制造出了長度達到70厘米級别的碳納米管分子,遠遠超過了其他國家的記錄,這種長度的碳納米管分子已經可以用于制造一些要求不太高的纜繩等材料,進行宏觀程度的試驗了,而現在中國科學家正在研究制造長度一米甚至更長的碳納米管技術,如果這一技術研發成功,中國就可以用這種超長碳納米管分子制造更高級的材料,甚至傳說中的太空電梯的纜繩,開啟低成本航天時代。

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圖為中國制造的石墨烯晶圓

其實中國在碳納米管技術方面取得的成就還不止于此,微米級别的碳納米管雖然無法制造高強度材料,但卻可以用于制造新一代半導體設備,此前中國科學家已經成功用碳納米管和石墨烯打造出了矽晶圓,并在其上制造出了性能更強大的芯片,相比美國的傳統芯片性能提高了近1萬倍,功耗卻還不到美國芯片的1%,很多專家都認為中國半導體産業有望憑借這一技術實現彎道超車,突破美國現在的半導體霸權。其實中國之所以能取得現在的成就,根本原因還是擁有強大的綜合國力,碳納米管相關的所有技術研發難度都非常之大,中國科學家正是依靠中國的強大實力才能突破這些難關,未來我們也要進一步努力,讓國家擁有更加強大的實力,才能打破西方的封鎖。

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