用途广泛、效能优异的碳纳米管具有巨大潜力

毕克化学正在碳纳米管领域进行基础性研究。Michael Berkei博士系纳米技术产品组经理。我们对其进行了访谈，探讨了这一新材料及其蕴藏的挑战和巨大潜力。

Berkei博士，碳纳米管在20世纪90年代初被发现，因此仍然是一个研究相对较少的领域。您能为我们介绍碳纳米管都有哪些种类以及这一材料的独特性质吗？

碳纳米管可以被理解为由单层石墨卷起的管子。可以把碳纳米管分为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管。碳具有sp2杂化特征，因其非定域态π电子具有与金属相似的优异导电性和导热性。碳的机械强度以及极低的密度决定了碳纳米管必将成为一种独特的材料。

单壁碳纳米管具有最优秀的特性。然而，单壁碳纳米管的合成技术依然极为复杂，成本高昂，因此在目前主要使用极为低廉的多壁碳纳米管。

碳纳米管的均匀分布以及在大多数情况下与周围聚合物基体不够充分的结合为碳纳米管的应用带来重大技术挑战。 其难度何在？

因为生产工艺的缘故，碳纳米管由于自身絮聚和缠绕，通常呈粉末状。高达1000的长径比也加剧了这一现象。为了更好的利用碳纳米管的特性，应当确保碳纳米管尽可能均匀地分散到基体中。就导电性和导热性角度而言，也应当促进碳纳米管成网，以促进渗透效果。在利用碳纳米管增强机械性能的应用场合，希望碳纳米管与基体良好的结合，正如目前其他填料所达到的效果。

毕克化学的专业知识有何用武之地？为何毕克化学要在碳纳米管领域开展基础性研究？

为了将碳纳米管尽可能均匀地分布，同时还要保持尽可能大的长径比，必须采用特殊的润湿分散助剂。这些助剂系根据碳纳米管的表面化学特性量身定制，因此可以促进碳纳米管在相关基体中的均匀分布。这些助剂在很多情况下也能促使碳纳米管与周边基体结合，这可明显改善机械性能。如果仅仅通过增大剪切力提高碳纳米管的分散，虽然可以消除碳纳米管的絮聚现象，但碳纳米管的长度会受损，而且与高长径比相关的许多特殊性能也会消失。

毕克化学意识到碳纳米管蕴藏的巨大潜力，着手应对挑战，研发为碳纳米管度身定制的润湿分散助剂，以获得该材料的最大效能。

显然，毕克化学也会使用其专业知识为采用碳纳米管技术的涂料和塑料开展营销。您认为都有哪些潜在市场呢？我们什么时候可以看到成熟的市场产品？

目前，我们已经研发成功若干实验室产品，已经为客户送样测试。迄今为止，来自客户的反馈非常令人振奋，我们希望明年能交付首批分散助剂。

有关碳纳米管的市场潜力问题已经进行了大量讨论，在此无需赘述。但是需要注意的是：全球业界、研究机构以及大专院校均在探索与碳纳米管相关的应用，已经着手研发初期产品。碳纳米管创新联盟（Inno.CNT）拥有80余家伙伴成员就昭示了碳纳米管的巨大潜力。

目前，NANOBYK®助剂被用于优化产品的抗划伤或抗紫外线性能。使用碳纳米管助剂可以实现涂料和塑料的什么功能？您是否也在关注其他应用领域？

采用碳纳米管技术的涂料和复合物应当具有优异的应用特性，尤其是在导电性和抗静电领域。因此，如果碳纳米管均匀分布并形成渗透性网络，即使用量较低也能获得较高的导电性。与目前使用的导电炭黑相比，碳纳米管的用量明显降低，这也会改善机械性能。

所有的应用领域均要求碳纳米管尽可能均匀分布，同时保持较高的长径比。因此，我们相信采用具有稳定分散碳纳米管功能的助剂具有广泛的应用前景，能为客户带来巨大的附加值。