[00948760]单壁碳纳米管(SWNTs)的宏量制备及其电磁屏蔽复合材料

成果与项目的背景及主要用途单壁碳纳米管(SWNTs)是公认的综合性能最好的纳米纤维，其强度可达钢的100倍，而密度只有钢的六分之一。该项目实现了单壁碳纳米管(SWNTs)的大规模、低成本制备，其年产量可达100公斤，纯度在70%以上。通过物理共混及原位聚合方法，获得了具有导电、电磁屏蔽及雷达波吸收等特殊性能的SWNT/聚合物复合材料。该复合材料的体积电阻率达100-102Ω/cm，电磁波衰减率可达40dB，在航空航天、机械、电子及医疗卫生等领域具有很好的应用前景。技术原理与工艺流程简介：该技术通过催化剂的设计、制备、煅烧等环节控制催化剂的形态、构型、晶型及反应条件，控制SWNTs的结构和性能，并通过控制电极的电流/电压、炉内气压及反应温度，实现SWNTs的宏量可控制备，利用SWNTs优良的电磁性能，制备了电磁屏蔽复合材料。技术水平及专利“SWNTs的宏量制备及其电磁屏蔽复合材料”技术达国际领先水平，已获授权专利一项(单壁碳纳米管的电弧合成方法，专利号：ZL200410019624.4)，另外申请的5项专利也已全部公开(公开号：CN1712350，CN1749156，CN1791322，CN1818650，CN1840706)。应用前景分析及效益预测作为一种具有战略意义的新兴材料及技术，SWNTs及其复合材料的市场需求较大，国际市场高纯度SWNTs的价格高达几百美元/克，远远高出黄金的价格。据权威机构预测，至2009年，国际碳纳米管/聚合物复合材料市场可达1.6已美元，电磁屏蔽是其主要的应用领域之一。NASA等国外机构更是看好碳纳米管及其复合材料在航空航天、国防军工等领域的应用前景，潜在经济价值无法估量。应用领域及能为产业解决的关键技术可用于国家信息安全系统、信息通讯、精密电子仪器、医疗卫生、航空等领域，还可用于防护电磁辐射对人类的伤害，如个人电脑、手机、电视机、电冰箱等家用电器的电磁辐射防护，另外，在国防军工等领域，可用于军事设施、武器、雷达及指挥通讯系统的防护等。技术产业化条件：该项目的原材料主要为石墨等常见碳材料，设备主要为SWNTs电弧法和成器(发明人自主设计)，高分子复合及加工设备，厂房面积200平米，需投资1000万。