碳纳米管的应用前景
碳纳米管触摸屏于2007~2008年首次研发成功，并由天津付娜源创公司于2011实现产业化。到目前为止，许多智能手机都使用碳纳米管材料制成的触摸屏。与现有的氧化铟锡(ITO)触摸屏不同，氧化铟锡中含有稀有金属“铟”，碳纳米管触摸屏的原料为甲烷、乙烯、乙炔等烃类气体，不受稀有矿产资源的限制；其次，铺膜法制作的碳纳米管薄膜具有导电各向异性，就像天然的内置图形一样，不需要光刻、刻蚀和水洗的过程，节约大量的水和电，更加环保节能。工程师还开发了一种利用碳纳米管导电各向异性的定位技术，只需要一层碳纳米管薄膜就可以判断触摸点的X和Y坐标。碳纳米管触摸屏还具有柔性、抗干扰、防水、防磕碰、防刮擦的特点，可以做成曲面触摸屏，应用于可穿戴设备、智能家具等产品的潜力很大。
据物理学家组织网和BBC 9月26日2013报道，美国斯坦福大学的工程师在新一代电子设备领域取得突破，首次用碳纳米管建造了一台计算机原型，比基于硅片模式的计算机更小、更快、更节能。
瑞士洛桑联邦理工学院电气工程学院主任Giovanni de mikkeli教授强调了这一世界性成就的两个关键技术贡献:首先，基于碳纳米管电路的制造工艺到位。其次，建立了一个简单有效的电路，表明利用碳纳米管进行计算是可行的。下一代芯片设计与研究联盟和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的纳雷什教授评论说，尽管碳纳米管计算机可能还需要几年时间才能成熟，但这一突破凸显了未来碳纳米管半导体工业化生产的可能性。
氢气被许多人视为未来的清洁能源。而氢气本身密度较低，压缩成液体储存非常不方便。碳纳米管重量轻，结构中空，可以作为储存氢气的优良容器，储存的氢气密度甚至高于液态或固态氢气。适当加热，氢气可以慢慢释放出来。研究人员正试图用碳纳米管制造便携式储氢容器。
碳纳米管可以填充金属、氧化物和其他物质，使得碳纳米管可以用作模具。先在碳纳米管中填充金属等物质，再刻蚀掉碳层，这样就可以制备出最细的纳米级线或者全新的一维材料，应用于未来的分子电子器件或者纳米电子器件中。一些碳纳米管本身也可以用作纳米尺度的线。通过这种方式，由碳纳米管或相关技术制成的微丝可以被放置在硅片上，以产生更复杂的电路。
利用碳纳米管的特性可以制成许多优异的复合材料。例如，用碳纳米管增强的塑料具有优异的机械性能、良好的导电性、耐腐蚀性和屏蔽无线电波。以水泥为基体的碳纳米管复合材料具有良好的抗冲击性、抗静电性、耐磨性和高稳定性，不易影响环境。碳纳米管增强陶瓷复合材料具有高强度和良好的抗冲击性能。由于碳纳米管上五元环缺陷的存在，反应活性增强。在高温等物质条件下，碳纳米管容易在端面开口形成管状，容易被金属渗透，与金属形成金属基复合材料。这种材料具有高强度、高模量、耐高温、热膨胀系数小、抗热变形能力强。
碳纳米管还为物理学家提供了研究毛细现象机理的最佳毛细管，为化学家提供了纳米化学反应的最佳试管。碳纳米管上的微小颗粒可以导致碳纳米管在电流中的摆动频率发生变化。利用这一点，在1999年，巴西和美国的科学家发明了一种“纳米秤”，精确度为10-17kg，可以称量单个病毒的质量。然后德国科学家开发了一种可以称单个原子重量的“纳米秤”。
碳纳米管分散剂的使用介绍及建议
以无锡王驹塑胶材料有限公司的碳纳米管和碳纳米管分散剂为例，研究和实践经验如下:
一、碳纳米管分散技术的三个要素
二、分散剂的推荐用量
三。碳纳米管水分散剂概述
四。超声波分散设备的使用建议和分散实例
动词 （verb的缩写）研磨分散设备的使用建议
碳纳米管分散技术的三要素:分散介质、分散剂和分散设备
1，分散介质
(1)根据粘度的不同，分散介质可分为高粘度、中粘度和低粘度三种。在水和有机溶剂等低粘度介质中，碳纳米管易于分散。液体环氧树脂、液体硅橡胶等中等粘度介质。高粘度介质，例如熔融塑料。
(2)这里介绍的碳纳米管分散技术是针对中低粘度分散介质的。
2.分散剂
(1)分散剂的选择与分散介质的结构、极性和溶解度参数密切相关。
(2)分散剂的用量与碳纳米管的比表面积和价键修饰的官能团有关。
(3) TNWDIS被推荐作为水性介质。在强极性有机溶剂中，如酒精、DMF和NMP，建议使用TNADIS。建议使用中极性有机溶剂，如酯类、液体环氧树脂和液体硅橡胶。
3.分散设备
(1)超声波分散设备:非常适合在实验室规模和低粘度介质中分散碳纳米管，但在中高粘度介质中使用时会受到限制。
(2)研磨分散设备:适用于碳纳米管的大规模分散和碳纳米管的中等粘度介质分散。
(3)采用“先研磨分散，再超声分散”的组合方法可以高效稳定地分散碳纳米管
分散剂的推荐剂量。
1，碳纳米管的比表面积和分散剂的用量
我们的试剂级碳纳米管分为单壁管(外径
TNWDIS推荐用量:单壁管重量的3.5倍，TNM 1重量的1.0倍，TNM8重量的0.2倍。剩余剂量的参考调整
2.碳纳米管的功能化及分散剂的用量
功能化的碳纳米管更容易分散在水中。一般碳纳米管羧基化后，分散剂的用量可以减少50%。
TNWDIS推荐用量:1.5-1.8倍羧基化单壁管重量，0.5倍羧基化TNM1重量，0.1倍羧基化TNM8重量。
3.对于TNADIS，TNM8的推荐剂量为体重的0.2倍。对于TNEDIS，TNM8的推荐剂量是体重的0.8倍。
其他碳纳米管分散剂的用量可以参考调整。
碳纳米管水分散剂概述
1，不含烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)的非离子表面活性剂，环保。从1976开始，欧洲各国纷纷制定法律法规，限制APEO的生产和使用。
2.含有芳香基团，特别适合制备碳纳米管的水分散体。芳香基团与碳纳米管壁有很好的亲和力，容易吸附在壁上。
3.绩效指标
活性物质含量:90%
含水量:10%
浊点:68-70℃
碳纳米管水分散剂的结构
文献报道了三种常用于分散碳纳米管的表面活性剂。
使用超声波分散设备的建议
1、超声波粉碎机(尖型)、超声波清洗器(浴型)都可以用来分散碳纳米管。
2.超声波粉碎机发出的超声波能量密度高(能量集中在喇叭上而不是一个平面上)，频率低，更适合碳纳米管的分散。根据碳纳米管分散液的量，选择合适的超声粉碎机功率和变幅杆直径。
3.在水介质中，超声波的空化作用会使TNWDIS产生少量泡沫，影响超声效果。可以选择静置或者添加消泡剂消除泡沫。
粘度大的介质不适合超声设备分散，建议选择研磨分散设备。
通过超声波粉碎机制备分散体的实例
1.目的:制备碳纳米管含量为2%的100g多壁碳纳米管(TNM8)水分散体。
2.主要设备
(1)Scientiz-ⅱD超声波细胞粉碎机(国产)。使用的超声喇叭为φ 6，输出功率为60%，超声开启时间3s，超声关闭时间3s，总超声时间5min。
(2)SC-3614低速离心机(国产)
(3)HCT-1微机差热天平(国产)
操作步骤(1)
1.将0.40克分散剂TNWDIS溶解在97.60克去离子水中。TNWDIS在室温下溶解度较低，可通过水浴加热溶解，但使用温度不得超过其浊点温度。
2.加入2.00克碳纳米管并搅拌，使碳纳米管完全被分散剂水溶液润湿，而不是漂浮在水面上。
3.开始超声波检查。在超声的过程中，分散体会产生热量和气泡，所以建议超声5分钟后，可以将分散体取出，在冰水中冷却，消泡，然后继续超声。
4.离散度的观察。用玻璃棒将少量分散液浸入清水中，观察稀释状态。分散的碳纳米管就像一滴墨水落入水中，在水中迅速而均匀地散开，而不分散的碳纳米管在水中会有黑色的颗粒。总超声时间为30分钟(5分钟×6次)。
5.超声波处理后，将分散体离心沉降以除去未分散的团聚颗粒。离心速度为2000转/分钟，离心时间为30分钟。离心后，分散液可保持稳定半年以上。
6.离心后，上层液体通过300目滤布以获得最终的碳纳米管分散体。将下层沉淀物干燥至恒重，记为G2。用热重分析法分析沉淀，450℃下的热失重率f(%)定义为沉淀中分散剂的含量。
7.碳纳米管在分散体中的实际含量(%)=2.00-(1-f)× G2。
研磨分散设备的使用建议
1.制备1-2升的碳纳米管水分散体，可以选用实验室分散砂磨机，研磨介质可以是1.0-1.2 mm的硅酸锆珠或氧化锆珠。
2.为了制备碳纳米管的10-20L分散体，可以选择小型篮式砂光机。研磨介质为硅酸锆珠或设备允许的较小直径的氧化锆珠。
3.在水介质砂研磨过程中，应加入消泡剂，以减少泡沫对分散效果的影响。
4.对于中等粘度的分散介质，如液体环氧树脂，砂磨机无法有效带动介质运动，可以选择圆锥磨或三辊磨进行研磨分散。