碳纳米管的作用和用途 碳纳米管市场与前景怎么样?

碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。

碳纳米管可用于电子与半导体、储能、化学材料和聚合物、医疗、结构复合材料及其他领域。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。

碳纳米管的作用和用途

碳纳米管按类型可分为单壁碳纳米管(SWCNT)和多壁碳纳米管(MWCNT)，其中多壁碳纳米管(MWCNT)占碳纳米管市场的主要份额。

多壁碳纳米管具有良好的导电性，用于导电透明电极、导电加热膜、导电纳米油墨、纳米器件、显示器、化学传感器、超级电池、超级电容器储能、太阳能电池、热界面材料等应用，可以很容易地散布在塑料材料上，并在不影响其性能的情况下改善部件的机械性能并减轻其重量。在汽车和飞机应用中使用多壁碳纳米管还可以节省燃料并降低二氧化碳(CO2)排放。

与碳纤维相比，碳纳米管不但具有优秀的机械性能、电性能、热性能以及介电、磁等性能，而且还能进行无损改性，在分散过程中也不易被破坏，因此被广泛用于聚合物、陶瓷和金属中或生成新的功能材料。

医疗领域碳纳米管应用数量未来几年将是各应用领域中增速最快的。碳纳米管市场的医疗领域细分为透皮给药、癌症治疗、蛋白质组学等(心脏自主调节、血小板活化、组织再生等)，将碳纳米管与生物系统一起使用可以带来医学进步，尤其是诊断、生物传感、药物输送和疾病治疗。

碳纳米管传感器可快速检测新冠病毒

美国麻省理工学院工程师使用专门的碳纳米管设计了一种新型传感器，可在没有任何抗体的情况下检测新冠病毒，并在几分钟内给出结果。新传感器基于可快速准确诊断的技术，不仅适用于新冠疫情，还适用于未来的流行病。

该设备在大约5分钟内产生结果，并且可检测低至每毫升样品2.4皮克病毒蛋白的浓度。在这篇论文提交后最新进行的实验中，研究人员实现了比现在商业上可用的快速测试更低的检测限值。

碳纳米管市场与前景怎么样?

目前，全球碳纳米管市场主要参与者是有韩国LG化学、美国卡博特、日本昭和电工株式会社，中国江苏天奈科技股份有限公司和中国科学院成都有机化学有限公司也是全球知名的碳纳米管研发和生产机构，中国在全球碳纳米管领域的参与程度也比较高，同时中国也是全球主要的碳纳米管消费国。

而由于多壁碳纳米管在理论上非常适合应用于增强和改善复合材料的性能，而且已经实现规模化生产与应用，学术界目前对多壁碳纳米管水泥基复合材料的研究也刚处在起步阶段，并在力学性能、导电性能等方面取得了一些重要成果。

目前，我国正在进行着大规模的基础设施建设，大量高层和超高层建筑层出不穷;许多规模宏大的跨越江河、峡谷的大跨或超大跨度桥梁已经兴建;近海及大型深海工程正在拓展。由此，客观上需求强度更高、耐久性更优的建筑材料，使用超高强、高耐久的水泥基材料将是必然趋势。

高性能碳纳米管水泥基复合材料预期可用于高层建筑和大跨度桥梁(减小构件截面和自重);用做有高耐久要求的各种侵蚀环境的化工厂、港口和海洋平台;用做高等级桥面、路面、停车场;作为电磁屏蔽材料用于有电磁防护要求的国家军事、军用工程和领域以及有电磁屏蔽要求的经济信息安全设备和设施;用做抗渗透性和抗腐蚀性要求极高的放射性废弃物储存容器;作为一种新型传感器应用到混凝土结构健康检测等领域。

2020年，全球碳纳米管的市场规模已超过50亿元，未来随着碳纳米管在医疗、航空航天与国防、涂料和其他应用领域的需求和使用不断增加，预计2026年全球碳纳米管的市场规模将超过100亿元，年均增速在15%左右。

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