碳纳米管带来工业设备超微节能革命

2014-04-18 10:15

　　目标是每克100日元

　　碳纳米管的量产化也有了眉目。2013年12月，纳米技术风险企业——名城纳米碳（名古屋市）利用产综研开发的“eDIPS法”生产技术，建成了能够以过去100倍的速度连续生产高品质、高纯度单层CNT的工厂。该公司是日本唯一一家能够商业生产高品质单层CNT的企业。这座工厂生产的单层CNT即将在2014年内上市销售。

　　但是，工厂一天的产量只有区区几克，目前还是每克10万日元左右的天价。不过，名城纳米碳的社长桥本刚说：“在成本中，人工费占到了9成，我们希望通过扩大规模、提高运营效率，使价格在2、3年内降到每克1万日元。”

　　结构简单、性能卓越的碳纳米管（CNT）

　　对于面积约为50平米的触摸面板，制作其透明导电膜只需要使用1克的单层CNT。如果价格能够降低到5万日元左右，就有望实现普及。

　　名城纳米碳还计划在5～10年后，实现每年10吨的量产规模，把价格降低到每克100日元。到那个时候，CNT还能开辟出电池添加剂这一新用途，能够降低电池内部的电阻，释放出更多的电能。

　　电池在充放电时会反复膨胀和收缩，在这个过程中，材料会不断劣化。而CNT基本不会伸缩，添加到材料中可以大幅延长电池寿命。因为CNT的生产要使用大量氢气，因此名城纳米碳还打算与化学厂商合作。

　　另外，最大限度发挥单层CNT本身特性的技术开发也在进行之中。

　　在单层CNT的用途中，最被看好的是超节能的高性能计算机。单层CNT的电子活动性是硅的10倍，只需极少的能量就能完成高速运算处理。利用单层CNT可制造出超越硅的极限的集成电路。

　　出处：以单层CNT融合新材料研究开发机构的资料为依据

　　单层CNT的课题——分离及精制技术也进展显著。在制造单层CNT时，金属型CNT与半导体型CNT的比例为1：2。在这种混合状态下，CNT无法发挥出原本的性能。

　　2013年12月，日本科研人员成功开发出了高效分离技术。这项技术的原理是在圆柱形容器中填充凝胶，在其中注入单层CNT溶液后，留下的只有凝胶容易吸附的CNT，其他的全部顺着容器流走。然后改变凝胶的pH值等条件，再次注入之前流走的溶液。通过重复这一过程，就可以使金属型CNT和半导体型CNT以高纯度分离。

　　通过为布线采用金属型CNT，为晶体管采用半导体型CNT，可以制造出集成度超高、超高速、超低功耗的计算机。