2009日本奈米展中奈米碳管技術為主要展出項目之一,各國公司與研究單位多少都有與奈米碳管相關的開發項目,奈米碳管生產廠商已由原本數家擴展至數十家,主要的開發項目包括奈米碳管大量生產與純化、奈米碳管分散與分散劑設計、奈米碳管複材、奈米碳管導電與導熱膜以及奈米碳管導線等。本文將重點介紹幾家主要參展廠商的展出內容,俾以供未能親臨現場的讀者大眾參考。
Thomas Swan Carbon Nanomaterials
這是英國一家專門生產奈米碳管的公司,主要產品有多層與單層奈米碳管兩種,多層奈米碳管型號為P940,純度為70-90%,管徑約為10nm左右,表面積為205-300m2/g,型態與結構鑑定如圖二所示,由SEM上看出其奈米碳管糾纏度頗高,未來分散上可能困難度較高,而且G/D bond比例約為1.0,表示結構上仍存在有較多無定形相,於傳導應用上可能會有所限制;另外該公司也有單層奈米碳管產品,型號為P925,純度>70%,管徑約1.0nm,表面積約700m2/g,由SEM型態來看其團聚更為嚴重,但石墨化程度頗高(圖三),未來於高階透明導電膜或軟性電子應用方面仍具潛力。
Acti2O / Nano Hub
1992年於南韓成立的公司,主要是開發RF與微波電子通訊技術,近期積極投入奈米碳管相關技術研究,於2008年成立Nano Hub,主要開發透明導電膜、導電油墨、CNT/Polymer奈米複材與CNT/Metal奈米複材等,同時申請CNT square商標作為集團生產奈米碳管名稱。圖五分別是Act2O公司所生產之三種不同規格的奈米碳管,包括多層、細多層與單層等,其純度皆>80%以上(多層奈米碳管甚至達95%),由SEM上也無明顯雜質,目前單層奈米碳管價格為US$500/g,應用於軟性電子與透明導電膜上具有可與ITO競爭的優勢。
圖五、Acti2O公司所生產奈米碳管產品
(註:本圖為部分節錄資料,詳細圖內容請見下方附檔)
Nano Hub公司主要進行奈米碳管分散與應用開發,分散方面主要是針對單層奈米碳管於不同溶劑內的分散進行開發,國際上單層奈米碳管主要分散於水相當中,對於有機溶劑內的分散著墨較少,Nano Hub公司除了開發將單層奈米碳管分散於水相外,同時分散於CH2Cl2系統當中(圖七),藉此擴大奈米碳管應用範圍;此外,開發多樣性奈米碳管/高分子複合材料,添加量於3wt%情況下,強度與彈性分別提升300%與200%,同時賦予抗靜電特性與耐熱特性(圖八);為降低金屬重量同時維持金屬強度與硬度,Nano Hub公司開發金屬與奈米碳管複合材料,可有效提升金屬強度、模數與硬度達100-200%左右,同時可降低重量30-50%,未來在輕量化交通工具與可攜式產品應用上具有一定的潛力(圖九)……《本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄,詳細全文請見下方附檔》
★作者:陳政民、李秋煌、黃淑娟、胡志明/工研院材化所