目前,一款可提升各类材料性能的添加剂
目前,一款可提升各类材料性能的添加剂

什么是单壁碳纳米管

单壁碳纳米管是单层石墨烯的卷状结构,由于其独特的物理性能,是一款适用于改善70%基础材料特定性能的通用型添加剂。

尽管单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的名称相似,但它们的性质和对材料的影响却不同,类似单层石墨烯(单层碳原子)和石墨(多层碳原子)的区别。

MWCNT
MWCNT 壁碳纳米管
  • 刚硬而短
  • 有效添加量0.5–10%
  • 只能生产黑色导电材料
  • 无法生产透明导电材料
  • 所需的高添加量会降低机械性能
SWCNT
SWCNT 壁碳纳米管
  • 柔韧且长
  • 有效添加量0.01–0.1%
  • 可生产任何颜色的导电材料
  • 可生产透明导电材料
  • 保持或改善材料的机械性能
单壁碳纳米管的独特性能
  • 与各类材料兼容性强
  • 超过3000:1 的

    长径比

  • 高达1600°C

    热稳定性

  • 高导电性
  • 比钢强100倍
    比钢强100倍
为什么以前人们没有使用单壁碳纳米管?

令人惊讶的是,单壁碳纳米管——未来的材料,并非是人类的发明。早在第二次工业革命之前,它们就存在于自然界。

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在自然界中,单壁碳纳米管是不完全燃烧的产物。这就是为什么森林火灾后的树木灰烬中含有数千吨单壁碳纳米管的原因。

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科学家在大马士革钢中

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以及中国古代的墨水曾发现单壁碳纳米管的痕迹

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1976年,日本科学家远藤守信在奥尔良大学进行研究时发现了纳米管。

数十载的研究
科学出版物
800 000 600 000 400 000 200 000
1995
2001
2007
2013
2019
2025
~约50 000
专利
1995
2001
2007
2013
2019
2025

数十载的研究证实,单壁碳纳米管可以作为地球上大多数材料的通用添加剂。

然而,单壁碳纳米管直到最近才应用于工业生产,由于没有大规模生产的技术,因此,价格高。

2014年,OCSiAl研发了首个工业合成单壁碳纳米管的技术。

TUBALL™是全球市场上首个大规模应用于工业的单壁碳纳米管品牌。

0.01%
极低的添加量
<1%
低杂质含量
G/D ≥ 40
高质量单壁碳纳米管
工业规模

单壁碳纳米管的工业化生产大大降低了其价格,使其在许多行业的应用具有经济可行性。

每公斤价格
150 000美金
全球产能
100 公斤
75 000 公斤
1 800美金
TUBALL™
2014
TUBALL单壁碳纳米管如何作用

TUBALL™是一款可以提升材料性能的添加剂,添加量仅为0.01%。但这怎么可能呢?

单壁碳纳米管分布在材料基体中,形成三维增强和导电网络。这就是提升性能的机制。

单壁碳纳米管高长径允许其在极低添加量下形成三维网络。

不同于其他导电和增强添加剂,TUBALL™单壁碳纳米管对材料的原始颜色和其他关键性能影响较小。

即使在材料中加入0.01% TUBALL™单壁碳纳米管,也足以提升其性能

2 µm
5 µm
20 µm
2 µm
10 µm
20 µm
2 µm
5 µm
10 µm
200 nm
500 nm
1 µm
2 µm

TUBALL单壁碳纳米管一款通用型材料添加量

锂离子电池
添加0.04%的TUBALL单壁碳纳米管在硅负极电池配方中,电池循环寿命提升4倍
玻璃
添加0.05%的TUBALL单壁碳纳米管可以增加强度,并可显著减少使用有毒物质
ABS塑料
0.3%的TUBALL™单壁碳纳米管可提高材料的抗冲击性能和抗静电性能
纺织物
0.06%的TUBALL™单壁碳纳米管可实现永久的防静电性能
TUBALL™单壁碳纳米管大幅提升抗拉强度和杨氏模量
有机硅
0.05%的TUBALL™单壁碳纳米管可以实现电导率和色彩
橡胶和轮胎
0.1%的TUBALL™单壁碳纳米管提高抓地力和耐久性
压敏胶保护膜
0.04%的TUBALL™单壁碳纳米管在保持透明性的同时提供稳定的防静电性能,延长使用寿命