?雙壁碳納米管（DWCNT）由兩個(gè)同心的SWCNT形成，因此被稱為“雙壁”納米管。DWCNT的直徑通常大于SWNT的直徑，并且它隨著壁的數(shù)量而增長(zhǎng)，能夠達(dá)到幾十納米。 它們?cè)诓煌I(lǐng)域有多種應(yīng)用，本文將詳細(xì)討論。此外，還簡(jiǎn)要討論了DWCNT的結(jié)構(gòu)和性能。
雙壁碳納米管DWCNT的結(jié)構(gòu)
雙壁碳納米管DWCNTs的結(jié)構(gòu)由兩層石墨片以0.36nm的間距同心纏繞而成，外徑為10~50nm，其中每個(gè)碳原子通過(guò)Sp2雜化與另外三個(gè)碳原子連接，第四個(gè)碳原子與其他石墨片形成范德華型的弱結(jié)合。
雙壁碳納米管DWCNT的特性
1、在電子方面，雙壁碳納米管DWCNT可以表現(xiàn)為半金屬、絕緣或金屬材料，具體取決于其彈性和直徑。其一維量子電子行為已被證明。研究發(fā)現(xiàn)，在導(dǎo)電性和抵抗困難條件方面，雙壁碳納米管具有單壁碳納米管和多壁碳納米管的優(yōu)點(diǎn)。 此外，他們的研究表明，兩壁之間的距離、管的“個(gè)體手性”以及內(nèi)徑對(duì)DWCNT的電性能有顯著影響。
2、新的研究表明，雙壁碳納米管DWCNT可用于平板屏幕，因?yàn)樗鼈兙哂辛己玫碾娮影l(fā)射能力。
3、事實(shí)證明，雙壁碳納米管比碳纖維具有更高的柔韌性和更高的機(jī)械強(qiáng)度。
4、雙壁的特性可以通過(guò)總結(jié)其內(nèi)部的金屬、獲得電或磁納米線或氣體來(lái)調(diào)整，這些納米線或氣體可用于儲(chǔ)存氫氣或用作氣體分離系統(tǒng)。
5、DWCNT即使在真空中和空氣中750°C下也保持穩(wěn)定。
雙壁碳納米管DWCNT的應(yīng)用
近年來(lái)發(fā)現(xiàn)了雙壁碳納米管的一些重要應(yīng)用：
此前報(bào)道了碳納米管表面摻入氧和氟化物。這樣做是為了實(shí)現(xiàn)雙壁碳納米管在極性溶劑中的分散，特別是在水中的分散，并在水中油乳液的分離中具有潛在的應(yīng)用。
DWCNT的另一個(gè)重要應(yīng)用是用于屏蔽，這是由于電阻特性的增加。此外，據(jù)報(bào)道，它們可用于不同類型的裝甲，其中電磁、聲學(xué)和屏蔽影響尤為突出。
在儲(chǔ)能領(lǐng)域，值得一提的是，DWCNT除了在儲(chǔ)能電池中提供了可行的替代方案之外，還在氫存儲(chǔ)中發(fā)揮著重要作用。
碳納米管與果糖的功能化以獲得基于淀粉的納米復(fù)合材料，DWCNT與D-果糖的功能是獲得在淀粉聚合物基質(zhì)中用作非肥料的生物分子。在這項(xiàng)研究中，通過(guò)流延法獲得了薄膜，發(fā)現(xiàn)納米復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的均質(zhì)性，因?yàn)樘技{米管表面被酸性基團(tuán)修飾，這樣，它們通過(guò)氫型橋的相互作用很容易與淀粉相互作用。
雙壁碳納米管DWCNT在氣體傳感器開發(fā)中的應(yīng)用
1、碳納米管氣體傳感器具有響應(yīng)快、功耗低、靈敏度高、體積小、工作溫度較低等諸多特點(diǎn)。
2、碳納米管是固態(tài)傳感器技術(shù)發(fā)展的理想納米材料之一巨大的長(zhǎng)徑比和比表面積的碳納米管傳感器可以成為高靈敏度的材料層和高效的驅(qū)動(dòng)通道。
3、碳納米管可以很容易地集成微電子器件，可以制造具有多個(gè)小傳感器陣列的傳感器。
4、碳納米管氣體傳感器可在室溫下工作；無(wú)需加熱手段，減少了傳感器的體積，降低了傳感器的能耗，從而使中心元件的長(zhǎng)度得以增加，同時(shí)還延長(zhǎng)了傳感器電池的使用壽命。
5、碳納米管氣體傳感器已具備物理安全、工業(yè)和環(huán)保能力。
雙壁碳納米管DWCNT的其他工業(yè)應(yīng)用
通過(guò)在聚合物中添加少量雙壁碳納米管，它們可以改變其電性能，從而產(chǎn)生更多的工業(yè)應(yīng)用：
DWCNT在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用：意大利大學(xué)的研究人員在由碳納米管網(wǎng)絡(luò)覆蓋的基質(zhì)中培養(yǎng)了神經(jīng)細(xì)胞，他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞之間傳遞的神經(jīng)元信號(hào)有所增加。由于DWCNT的形狀和大小與神經(jīng)細(xì)胞相似，因此它們可以幫助重組和重新連接受損的神經(jīng)元。
汽車中的DWCNT：防靜電燃油軟管、用于靜電噴涂的導(dǎo)電塑料藝術(shù)。
航空航天中的DWCNT：飛機(jī)零件。
包裝中的DWCNT：電子產(chǎn)品的抗靜電。
導(dǎo)電油墨中的DWCNT：碳納米管已用于制備導(dǎo)電油墨。
極黑材料中的雙壁碳納米管：迄今為止，已知最黑的物質(zhì)是由碳納米管制成的。該材料被制成垂直排列的低密度碳納米管矩陣。該材料的反射率比迄今為止所達(dá)到的反射率低三倍。碳納米管這種物質(zhì)吸收光的能力很強(qiáng)，但反射光的能力卻很差。預(yù)計(jì)這些材料的開發(fā)將在電子領(lǐng)域和太陽(yáng)能領(lǐng)域得到應(yīng)用。
DWCNT在體育領(lǐng)域的應(yīng)用：由于納米管具有高機(jī)械強(qiáng)度，它們開始用于制造網(wǎng)球拍、自行車車把和高爾夫球用品。
結(jié)論
雙壁碳納米管DWCNT在不同領(lǐng)域具有重要且有趣的應(yīng)用，從儲(chǔ)能應(yīng)用到裝甲應(yīng)用。這是由于它們特殊的化學(xué)和物理特性，因此，研究它們以開發(fā)新的和改進(jìn)的材料非常重要。
