碳家族成员,成份包含网状球型巴克球分子。纳米碳管直径从不到1nm至50nm不等。长度范围则是直径的100到1000倍。它们在无拘束环境中存在,通过碳高技术工艺生产而成,例如催化法碳蒸汽沉淀技术。
研究纳米碳管的公司之一是于2002年在大学研究基础上建立的比利时Nanocyl公司。Nanocyl公司近期通过与Andrew Rich为首的波士顿Vantage Resin systems公司签署合作协议,共同参与美国的这项研究。他们来美国的最初目标,是开发具备电子传导能力或一定机械强度的热塑性产品。随后他们的研究还涉及高能长寿命电池和手机燃料电池的开发。
Rich 说,成本的确是一个应该考虑的问题。纳米碳管售价大约是$130/lb, 每年大概会收到1-5吨的订单。他又补充道:“受聚合体价格的影响,纳米碳管根据添加合成管内的物质来定价,带HDPE(高密度聚乙烯)的纳米碳管每磅原材料在$5/lb基础上上涨50美分。但是,那些更贵一些的工程聚合物开价在$25-$45/lb,由于占比重小,其价格涨幅低于10%。”
Nanocyl公司正在加速生产,希望在年内能够达到35
吨的生产能力。
喷发的液体
其他重要的开发项目都在进行中。例如,位于俄亥俄州克利夫兰的Five star Technologies公司正在使用专利水力空化工艺,来缩小金属和其他微粒的大小,这些材料是应用于电气包装工业的热固塑料及陶瓷系统。人们通过对纳米银进行高环氧处理,可将它制作成电导粘合剂。
体积缩小工艺不会破坏最终矩阵合成阶段有机预聚物的材料色散。业务发展部门副总裁Timothy E. Fahey先生说:“液体材料流动使蒸汽气泡产生。当气泡破裂的时候,能量像冲击波一样喷发出来,让内部颗粒相互碰撞。”这个过程对未来塑料合成产业来说意义重大。他继续说道:“当按照惯例加工碳纳米纤维,得到的产品可能是一团麻。”他接着又补充道:“如果在高压缩机器内制造,它们的结构比率会受到破坏,不能达到机械工程师们的要求。”据他所说,生产热固塑料专用的水利空化工艺可在不破坏材料结构比率的情况下对碳纤维进行分类处理。
但是同其他纳米项目一样,这需要大量的研发时间,成本问题也是一个需要考虑的因素。
纳米陶瓷推进涂料技术创新
人们也许会认为主要是那些新兴企业和风险投资公司在进行纳米开发,但事实并非如此。
匹兹堡的PPG公司就是当今纳米科技商业化的领袖,这家公司是从事涂料和玻璃工业多年的龙头企业。PPG公司高级技术经理Dan Rardon博士说:“纳米技术是一项前沿技术,让我们能够制造价值非凡的材料。”
PPG公司一项有价值的产品是CeramiClear纳米陶瓷清漆,它可以保护汽车表面,耐磨耐刮易清洁。这项技术已在2002年Mercedes高端联盟展会上展出,现在被应用于高端通用汽车的生产。Rardon先生说:“纳米微粒在重量上只占涂料的几个百分比,因它体积小,所以数量很多。”微粒是球形体,直径为10nm。

PPG公司研究人员Sean Purdy 正在研究在纳米作用和光
的折射下,让涂料在不同角度呈现不同的颜色,即从一个角
度看是绿色,从另一个角度看是蓝色。
由于使用塑料合成物,如何防止涂料的凝结是很关键的问题。PPG公司使用了专利聚合物技术,保证陶瓷颗粒分布均匀、表层美观。纳米涂料的成本小于传统清漆涂料的两倍。
抗腐蚀
另外一个潜在的更具意义的纳米涂料突破性研究已出现。PPG公司希望在来年推出新的底层涂料,是比六价铬底层涂料更好的防腐漆。美国劳工部职业安全与卫生管理局颁布了限制六价铬涂料的规定并于去年生效,它因环保问题未在市场上销售。而最初代替它的产品在防腐功能上有欠缺。
Rardon说道:“市场上最先获益的应该是航空领域。”新涂料将被用来延长飞机的铝制零部件寿命。Rardon称,但在任何金属易腐蚀的地方,新涂料都会发挥重要作用,比如说洗衣机。
同时他们希望将纳米技术应用在涂漆上。他说:“我们成功研发了可变色技术。”例如由于纳米作用加上光的反射,物体在不同的角度看起来不一样。同时,涂层厚度也看起来不一样,如20-40微米厚的涂漆在纳米作用下看起来会显得更厚。
自动保洁玻璃
PPG 公司也将纳米技术用在窗户上,包括20世纪80年代出现的低辐射玻璃。专利真空蒸馏技术的纳米薄膜,过滤了太阳光中的红外线并将热量阻隔在外。另一项研发是应用于汽车挡风玻璃,上面的纳米涂层不易变形且耐摩。新纳米结构钛二氧化涂层分解了玻璃上附着的尘土,使清洗更为方便。
PPG 公司计划使用纳米技术提高玻璃纤维热固性能