由京都大學、名古屋大學和愛知工業大學組成的研究小組成功確定了抗拉力碳納米管的結構。
碳納米管是碳原子結合成蜂窩狀晶格的物質,由於其重量極輕且堅固,理論上可用作連接地球和太空的太空電梯的建築材料,因此作為候選材料而受到關注。 。
然而,儘管碳納米管是一個詞,但其直徑和碳排列卻有無數種,而且眾所周知,在測量抗拉強度(拉伸強度)時,不同樣品的測量值差異很大。另一方面,由於尺寸較小,在研究了管子的結構後測量機械性能是一項非常困難的實驗,而且不知道什麼樣的管子強度會很高。
在這種情況下,本研究設計瞭如下的具有明確幾何結構(碳排列)的單根碳納米管的拉伸強度測量實驗,並在世界上首次獲得成功。首先,通過酒精化學氣相沉積法生長單壁碳納米管,橋接基底中的間隙,並使用寬帶瑞利散射光譜確定其幾何形狀。然後使用微叉拾取管子並將其放置在兩級微型設備上。移動一級直到管破裂,拉伸強度由胡克定律根據移動量和彈簧常數確定。
該實驗的結果發現,直徑較小且稱為“近扶手椅型”結構的管子具有最高的拉伸強度。此外,通過對實驗結果的分析,我們發現了幾何結構與抗拉強度之間的相關性,並成功獲得了預測抗拉強度的關係式。
因此,可以預測拉伸強度,並獲得了製造堅固材料的明確指南。