碳纳米行业市场多大?碳纳米管(CNT)是一种新型材料,其强度是钢的100倍,而重量仅为钢的四分之一,且导电率可与铜媲美。如果可以使用CNT制造纤维,理论上可以超过现有碳纤维的性能,从而使基于碳纳米管的纤维能够作为新型材料应用于航空航天、军事和交通等领域。然而,在纤维中保持碳纳米管的优异性能非常具有挑战性,而且由于碳纳米管的成本极高,商业化也很困难。
据外媒报道,由韩国科学技术研究院(KIST)全北先进复合材料研究所(Jeonbuk Institute of Advanced Composite Materials)的Bon-Cheol Ku博士领导的研究团队与由蔚山国立科学技术院(UNIST)Han Gi Chae教授领导的研究人员合作开发出具有高拉伸强度和模量的CNT基复合碳纤维的低成本制造技术。
根据中研普华研究院出版的《2022-2027年中国碳纳米管市场现状分析及发展前景预测报告》显示:
碳纳米管行业市场分析
我国科学家不仅在世界上合成出最长的碳纳米管,而且加紧了碳纳米管的应用研究,研制出具备良好储氢性能的碳纳米管和具备初步显示功能的碳纳米管显示器,并在利用其电子发射性能研制发光器件。
碳纤维通常由聚丙烯腈(PAN)聚合物或源自热解燃料油的沥青碳化而成。研究人员开发出新技术,通过将碳纳米管与聚酰亚胺(PI)树脂结合使用,在保持高强度的同时大大提高了模量。
韩国团队最初使用连续湿法纺丝工艺制造出CNT-PI复合纤维,成功制造出高模量(528 GPa)和高强度(6.2 GPa)的纤维。使用氯磺酸(CSA)作为溶剂,并在过程中进行高温热处理,获得的模量是市售纤维(约为320 GPa)的1.65倍。
此外,微观结构分析证实,通过减少纤维内的空隙,制造材料的物理性能得到改善,并且CNT/PI组合改善了碳纳米管的取向。研究团队能够制造出具有更高模量的高强度纤维,同时用PI替代高达50%的昂贵CNT以降低总体成本。
亚太地区已成为碳纳米管的主要生产地和消费地。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。
随着人们对碳纳米管基本性能的深入理解、对碳纳米管在生长中的结构和性能控制技术的提升、及在对碳纳米管器件制作和测试技术的提高,预计碳纳米管很快会在电子器件、能源利用、环境治理、生物医学等方面得到实际应用。