我国碳纳米管产业起步和国外基本一致,不存在国外先发优势,国内碳纳米管产业,历经了从20多年前的只能实验室合成,价格50-200美元/克,到目前可以百吨级生产,一吨的价格人民币十万到几十万,其成本下降了近四个数量级,成功进入工业品市场,是不多的本土自主知识产权的新材料产业。此外,碳纳米管还为物理学家研究毛细现象的机理提供了最薄的毛细管,为化学家提供了纳米化学反应的最薄试管。总的来说,由于碳纳米管的应用领域广泛,我国非常重视碳纳米管产业的发展。预计在政策的支持下,碳纳米管的应用领域也将扩大。
当前,碳纳米管的应用思路主要有三类:第一类是结构增强,第二类是轻质导电,第三类是高效热管理。具体而言,碳纳米管在增强材料、电极材料、滤膜以及催化剂载体等方面具有较高的实用性。碳纳米管纤维在天线、数据电缆导体、多功能织物、高频数据/模拟和射频等领域具有广泛的应用前景。
据中研普华产业研究院出版的《2023-2028年中国碳纳米管行业发展前景战略及投资风险预测分析报告》统计分析显示:
碳纳米管可以制成透明导电膜,取代ITO(氧化铟锡)作为触摸屏材料。发改委等部门在《关于扩大战略性产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》中指出,加快在光刻胶、高纯靶材、高温合金、高性能纤维材料、高强高导耐热材料、耐腐蚀材料、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破;提升稀土、钒钛、钨钼、锂、铷铯、石墨等特色资源在开采、冶炼、深加工等环节的技术水平;加快拓展石墨烯、纳米材料等在光电子、航空装备、新能源、生物医药等领域的应用。
碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离,约0.34nm,直径一般为2-20nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种,其中螺旋型的碳纳米管具有手性,而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。碳纳米管作为一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多异常的力学、电学和化学性能。
随着碳纳米管在商业化应用中的不断推进,碳纳米管相关的国际与国家标准相继制定与出台。其中,中国2009年发布、2010年实施的《多壁碳纳米管》的国家标准(GB/T24491-2009)和《多壁碳纳米管纯度的检测方法》的国家标准(GB/T24490-2009),规定了测量多壁碳纳米管的术语和定义、分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书、贮存和运输、安全注意事项等,及纯度的方法、仪器、分析步骤及结果表示方法。