宇宙电梯的关键,CNT能否直达10万km高空?

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宇宙电梯的关键,CNT能否直达10万km高空?

清华大学宣布合成了55cm长单层CNTCNT的直径为1nm,几乎没有任何缺陷。

既长又无缺陷的单层CNT有望被用于制造太空电梯的材料。不过,太空电梯需要约10万km、也就是长度约为地球两周半的CNT。虽然在感觉上会简单地认为,能实现55cm的话1m也不难,然后是100m、1km。但实际上,增加长度并非易事。

据清华大学介绍,CNT能延长到何种程度主要取决于催化剂的活性概率α。α为单位长度的值,获得长度为L的CNT的概率与α(L-1)成正比

不过,0.99的100次方为0.36,500次方为0.0066。也就是说,只要α不是1,CNT在达到一定长度后,成功获得更长长度的概率会急剧降低。

在此次实验中,α=0.995/mm,获得55cm CNT的概率约为6%。延长到1m的概率降到0.7%。要想长度达到10万km,就需要具备使催化剂的活性概率完全达到1的技术。

CNT是什么?

碳纳米管,与金刚石、石墨、富勒烯一样,是碳的一种同素异形体。

碳纳米管(英文Carbon Nanotube,缩写CNT)是在1991年1月由日本筑波NEC实验室的物理学家饭岛澄男使用高分辨透射电子显微镜从电弧法生产的碳纤维中发现的。它是一种管状的碳分子,管上每个碳原子采取sp2杂化,相互之间以碳-碳σ键结合起来,形成由六边形组成的蜂窝状结构作为碳纳米管的骨架。每个碳原子上未参与杂化的一对p电子相互之间形成跨越整个碳纳米管的共轭π电子云。按照管子的层数不同,分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。管子的半径方向非常细,只有纳米尺度,几万根碳纳米管并起来也只有一根头发丝宽,碳纳米管的名称也因此而来。而在轴向则可长达数十到数百微米。

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默者
  • 本文由 发表于 2015年6月25日21:57:23
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