京都大学、名古屋大学和爱知工业大学等研究小组已成功识别出抗拉力的碳纳米管结构。
碳纳米管是碳原子以蜂窝状晶格结合而成的物质,非常轻且耐用,作为理论上可以用作连接地球和太空的太空电梯的建筑材料的候选物质,正在引起人们的关注。
然而,众所周知,碳纳米管具有无数的直径和碳排列,并且在测量拉伸强度(拉伸强度)时,每个样品的测量值差异很大。..另一方面,在研究了管的结构后测量机械性能是一项非常困难的实验,因为它的尺寸很小,也不知道什么样的管是坚固的。
在这种情况下,在本研究中,我们设计了一个碳纳米管的拉伸强度测量实验,正确确定了几何结构(碳的排列)如下,并在世界上首次成功。首先,通过醇化学气相沉积法生长单壁碳纳米管以桥接基板中提供的切口,并且使用宽带瑞利散射光谱确定几何结构。接下来,使用微型叉子拿起管子并安装,以便桥接由两个阶段组成的微型设备。移动一级直到管子断裂,根据胡克定律由移动量和弹簧常数确定抗拉强度。
作为该实验的结果,发现具有小直径和称为“近扶手椅型”结构的管具有最高的抗拉强度。通过对实验结果的分析,我们还发现了几何结构与抗拉强度之间的相关性,并成功地得到了预测抗拉强度的关系式。
结果,可以预测抗拉强度,并获得了制作坚固材料的明确指南,可以说我们离最终结构材料的实现又近了一步。