極冷極熱都很牛─碳管橡膠
- 上線日期：2010/12/17 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
日本研究人員最近利用碳奈米管開發出一種新型黏彈(viscoelestic)材料，在-196到1000 °C的範圍內都能穩定維持其黏彈性，相形之下，一般橡膠類材料通常在高溫下會分解，在低溫下則會變脆。
黏彈性材料有蜂蜜般的稠膩感，又有橡皮筋般的伸縮性，常見的應用如耳塞，它可適應任何耳道形狀，取出後又會恢復原本的形貌。許多材料都具有黏彈性，範圍涵蓋非晶及半晶質的聚合物、生物材料、晶體、甚至金屬合金。
過去 20年來，科學家們一直在研究奈米碳管，因為它具有許多優異的特性，包括極高的抗張強度及導電性。最近日本產業技術綜合研究所(AIST)的Ming Xu等人發現碳管的另一項優點，那就是能在極大的溫度範圍內維持黏彈性。
日本團隊新開發的橡膠是由單層、雙層及三層管壁的碳管隨機相互連接組成的網狀結構，其黏彈性可媲美室溫下的矽膠(silicone)。不過矽膠只能在–55 ~300 °C之間保持黏彈性，而的碳管橡膠適用的溫度範圍廣達-196到1000 °C。
Xu等人利用金屬催化劑於矽基板上生長奈米碳管，藉由前處理催化劑以降低碳管密度，生長出類似藤蔓般的奈米碳管。單根碳管於生長過程中無法獨自站立，得靠其他碳管的凡得瓦力(Van der Waals force)支撐。網狀結構有助於透過接觸點將能量分散在個別碳管上，使這種材料得以在極大的溫度範圍中保持高度穩定。
Xu表示，由於這種新材料具有前所未見的特性，該團隊仍在探索它的潛在應用。美國卓克索(Drexel)大學的Yury Gogotsi指出， 捲曲的奈米碳管橡膠未來可應用在極冷的太空或高溫真空爐中，甚至可用於日常生活中的防皺衣物或鞋墊。日本團隊目前正在嘗試修改奈米碳管網絡的黏彈性，以打造更柔軟、更強韌或彈性更好的材料。詳見Science 330, pp.1364 (2010)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/44518
譯者:梁恆嘉(逢甲大學材料科學與工程系)
責任編輯:蔡雅芝
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