只有頭發(fā)絲十分之一粗細(xì)的“飛刃"究竟是什么材料？在現(xiàn)實生活中真實存在嗎？是否真能做到像切豆腐一樣削鐵如泥呢？
碳納米管是由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管，層與層之間保持約0.34 nm的固定距離，直徑一般為2～20 nm。是一種一維量子材料，具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。碳納米管中碳原子形成的化學(xué)鍵同時具有sp2和sp3雜化，主要是sp2雜化，具有高模量和高強(qiáng)度。它的抗拉強(qiáng)度達(dá)到50～200GPa,是鋼的100倍,密度卻只有鋼的1/6。它的彈性模量可達(dá)1TPa，與金剛石的彈性模量相當(dāng)，約為鋼的5倍。碳納米管是目前可制備出的具有最高比強(qiáng)度的材料。碳納米管的硬度與金剛石相當(dāng)，卻擁有良好的柔韌性，可以拉伸，是理想的高強(qiáng)度纖維材料，因此“納米飛刃"在理論上是真實存在的。同時，碳納米管也是制造“太空電梯"纜繩的最佳材料。
上圖為使用KYKY-EM8100型場發(fā)射槍掃描電子顯微鏡拍攝的不同放大倍數(shù)的多壁碳納米管，掃描電子顯微鏡可以很好地觀察碳納米管的管徑、長徑比、團(tuán)聚程度以及斷裂缺陷等。
金剛線的母線，一般為高碳鋼絲，由拉絲廠家將盤條拉制為不同直徑的黃絲，再將黃絲進(jìn)一步拉為微米級的母線。金剛石微粉由人造金剛石顆粒破碎而成，顆粒度一般小于50μm，是金剛線起切割作用的關(guān)鍵材料，其質(zhì)量及穩(wěn)定性直接影響后續(xù)電鍍工藝及成品金剛線質(zhì)量。金剛石的分布密度、固結(jié)強(qiáng)度、切割能力、鋼線的抗疲勞性等都直接影響金剛線的性能。
金剛線二次電子圖像
金剛線背散射圖像
金剛線截面
上圖為使用KYKY-EM6900LV型鎢燈絲掃描電子顯微鏡拍攝的金剛線的縱向及橫向截面，可以很好地觀察金剛線的母線線徑、金剛石微粉的大小及分布密度、鍍層的厚度、鍍層與母線的固結(jié)程度等。
科技的進(jìn)步與發(fā)展離不開所有科技工作者付出的辛勞汗水，雖然現(xiàn)階段人類受困于科技水平暫時還無法實現(xiàn)所有設(shè)想，但相信總有一天，人類終會登上碳納米管纜繩搭載的太空電梯，登陸星際宇宙，挾飛仙以遨游，抱明月而長終。在漫長艱辛的科研旅程中，中科科儀掃描電子顯微鏡與您風(fēng)沙星辰，永遠(yuǎn)相伴！是您科研道路上的得力助手！
以上所有觀測圖均為KYKY-EM8100型場發(fā)射槍掃描電子顯微鏡和KYKY-EM6900LV型鎢燈絲掃描電子顯微鏡拍攝。
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