K8（凯发中国）凯发-天生赢家·一触即发

　　

　　范围内的材料、结构、性质的科学，我们称为纳米科学。那么，什么又是「纳米科技」？所谓的「纳米科技」又包含了哪些领域？纳米科技并不像半导体、光电通讯、生物技术等新科技，可以明确清楚规划出统一的应用领域由于物质在纳米尺寸下，会呈现跟一般状态下完全不同的物理、化学或生物特性，所以，我们给纳米科技下的定义是：在纳米尺度下，制造出呈现新机能或新颖物性的微小物质，并且以这个物质为基础，设计、制作成新的元件、器具或系统的技术，就是纳米科技。

　　利用纳米科技，可以解决目前遇到的一些困难，例如：利用纳米科技，制作的没有电阻量子线，可以减轻高密度、高容量电子元件的发热及能量消耗问题。或是只要在合金中掺混特定的杂质，故意制造出纳米晶体缺陷，不管强度、可塑性和抗腐蚀能力都会大大增加，提升纳米薄膜以及复合材料的用途。另外科学家们利用纳米科学相关知识，制造出许多纳米产品：借着金粒子的纳米化，制作具有高催化能力的纳米金触媒，亦可利用金在纳米尺寸下展现出不同颜色的特点，制作出纳米金粒子染料；或者利用防晒材料纳米化后，提高隔离紫外线效率的纳米防晒剂；应用纳米粒子和液体间的表面张力原理，制作不怕脏污的纳米涂料；应用分子作用力以及晶片制造技术，发展出可快速检测疾病的生物晶片。纳米科技除了为我们带来更多便利外，利用纳米技术生产出来的纳米材料，还有许多的优点，比如：质量轻、体积小、消耗的能量低，使用更少的材料却可达到更佳的物性、化性与功能性，减少对环境的破坏，达成人类永续发展的目的。

　　本文将对纳米装的重要组成部分——纳米肌肉进行介绍。同时强调，本文的参考文献截止2004年，因此部分数据缺乏时效性，且本文更注重于原理的介绍，还请注意。

　　结合《军团》的内容，纳米装配备的人造肌肉为覆甲式碳-纳米纤维聚合物，每立方厘米能够储存20焦的弹性势能，机电耦连性能在大多数战场情况超过70%（作者在之前的相关视频中理解出现偏差，深表歉意，已在弹幕中指出）。根据作者查阅到的资料，这种人造肌肉是现实存在的产物，接下来将对该种材料进行简要解读。

　　1999年，具有类金刚石机械性能的碳纳米管正式成为EAP材料。其驱动机制的核心，是悬浮于电解质中的碳纳米管的碳-碳键及其键长的变化。共轭键网络连接了很多碳原子，并为电子沿键的流动提供路径。电解质与碳纳米管形成双电层，可允许注入大量电荷，进而影响两者间的电荷平衡。注射的电荷越多，尺寸变化越大。通过移除或注入电子，相邻碳核之间会形成排斥，从而增加碳-碳键的长度，使碳纳米管直径与长度增加，进而表现为碳纳米管的延伸。考虑到单个纳米管的机械强度与模量以及可实现的驱动器位移，这种驱动器在同周期内可以产生比目前（注：2004年之前）任何驱动器更高的工作量与机械应力。除此之外，由于碳纤维的热稳定性，碳纳米管可能能在1000℃的温度下使用，远远超过其他驱动器材料的极限。就目前而言，这种材料商业化的最大障碍就是其高成本问题。

　　碳纳米管的结构由单原子厚的共价键合成碳原子组成的空心圆柱体构成。目前，这种碳纳米管有几种不同的驱动方式，包括双电层电荷注入驱动，静电驱动与光热驱动。其中双层电荷注入是一种特别有前景的纳米管驱动机制。与此同时，纳米管中纳米尺度结构特征的可调控性使其成为纳米技术中极具吸引力的构建模块。其极高的刚度、强度与耐磨损性使其成为纳米器件的理想结构单元。与此同时，纳米管的驱动与传感能力进一步增加了其多功能性，使得其整个结构可以像活细胞一样，已预定的方式相应周围环境的变化。

　　二、合成方法自碳纳米管诞生以来，多种碳纳米管相继问世。其中，单壁碳纳米管由单层石墨烯卷曲而来，直径在0.4纳米至3纳米以上；而多壁碳纳米管则通过多层同轴包裹石墨烯管制成，直径可达数十纳米。目前，这两种材料的合成方法已取得长足进展，但商业化道路还相当漫长。

　　单壁碳纳米管的合成方法，主要包括碳弧放电，脉冲激光蒸发以及化学气相沉积法（使用金属催化剂对烃类进行热解）。其中，前两种方式的成本凯发k8过于高昂，无法大规模制备，而化学气相沉积法则为大规模制备开辟了可能道路。多壁碳纳米管的合成方法主要有将无序的碳质材料置于碳弧放电发生器的惰性气体中，使用高温电弧放电（大于3000℃）制备以及烃类热解法。其中，烃类热解法兼有工艺简单与高生产率的独特优势，同时也能在相同条件下获得气像生长碳纤维。

　　针对碳纳米管的机械性能已经许多理论分析。通过石墨的已知性能进行估算，部分学者得到单壁碳纳米管的杨氏模量为6.5Gpa，剪切模量为19.凯发k85Gpa,径向压缩模量为9.3Gpa。（二）试验检测

　　根据部分学者的实验数据，多壁碳纳米管的弹性模量可高达0.45Tpa,而单壁碳纳米管的弹性模量则较为复杂，发现应变-应力曲线%）与非线%应变的同时弹性模量增加）。宏观的纳米管聚合物机械性能远低于单一纳米管，模量为0.3-5Gpa，而这可能是纳米管之间的范德华力限制所致。因此实现纳米管的有效整合是当前的重要课题。目前已经出现的有效整合方式之一为湿法纺丝纳米纤维，制造出来的复合纤维弹性模量可高达80Gpa，强度超1800Mpa，韧性已经超越截止2004年的所有已知材料。

　　这种技术的原理，主要是通过通电时形成的较大电流产生焦耳热，同时结合碳纳米管独特的热力学性质，引起其形变而发挥作用。

　　这种技术的最大优点在于其在同等条件下能够产生最大应变与应力，最大的缺点当然是高温导致材料寿命缩短且需要冷却恢复的时间较长。

　　点评：结合游戏内装甲模式的离子型电活性聚合物液体装甲以及一直被诟病的纳米装能量上限问题，纳米装的人造肌肉极有可能采用的是双电层电荷注入技术，不过结合属于ceph科技的纳米粒子，实现上述三种技术的扬长避短也不是没有可能。