磁性吸附碳纳米管复合材料在军事方面的应用
前言
自碳纳米管发现以来，由于其独
特的力学、磁学、电学等性能，已
迅速成为世界科学研究的前言和热
点。随着现时代的发展，为了现代
高科技战争的需要，越来越多的磁
性材料被应用到了军事方面，特别
是以磁性吸附纳米管复合材料为主
的材料更是各位军事大国所首选的
研究领域。纳米吸波材料是一种高科技、高性能的纳米功能材料，磁性吸附碳纳米管复合材料就是利用了碳纳米管能把微小颗粒吸入管腔并且紧密排列的特质，将磁性材料吸附在其管内，使其具有一定的磁损耗，也就是能吸收入射的电磁波能量，并将其电磁能转化为热能而消耗掉，或是电磁波受到干扰而消失，从而减少雷达散射截面积，达到隐形的目的。与传统的吸波材料相比，磁性吸附纳米管复合材料拥有比较优良的机械、电性能，其比重小、高温抗氧化、介电性能可调、稳定性好、在高频和宽频吸收段吸收比较强，能够满足现代战争的需求。目前有很多隐形战斗机也应用了这种材料，比如说B-2A 幽灵、F22A 猛禽、F35A~C雷电II 、F-15SE 沉默鹰、UH-60S 沉默黑鹰，这更是给其战斗能力提升到了一个全新的档次。
磁性吸附碳吸附纳米管复合材料的制备
磁性吸附碳纳米管主要是通过两个步骤来完成，其第一步是先用化学方法使碳纳米管开口，然后再用物理、化学的方法或者是两者相结合的方法将磁性材料填充到碳纳米管中。下面介绍第二步的两种方法：
一、物理法填充法
所谓物理法填充法也可称为毛细管作用诱导填充法，也就是通过毛细作用力将液体或者熔化金属填充到碳纳米管腔内的一种方法，这就是一个润湿的问题。
显
然，只有低表面张力的液体或熔融物才
能润湿碳管表面，而高于分界点
200mN/m 的物质无法润湿碳管，就不能
用毛细填充法。1992年美国海军实验室
的Pedeson 等人利用局域密度泛涵理论
对碳纳米管和HF 分子进行了计算机模
拟。根据计算结果他们预言：开口的碳
纳米管作为可高度化的“分子吸管”，可
以通过毛细作用力将HF 等极性分子填
充到其管腔内，而从理论上证明了对碳
纳米管进行毛细填充的可能性。1993年Ajayan 和Iijma 用碳纳米管做“模具”，制备出碳纳米管内填充Pb 的纳米导线。其制备方法是：将用电弧法制备的MWCNTs 和金属Pb 在400度空气炉中退火，首先将MWCNTs 端帽打开，随后金属Pb 填充到MWCNTs 空腔内。由于碳纳米管端帽的富勒烯半球中存在碳原子围成的五元结构，在空气炉中加热是，这种五元环缺陷比围成碳管管体的六元环更易于金属发生反应而使碳管端口优先打开，随后熔融态的金属Pb 便可填充到MWCNTs 内。
二、化学法填充法
化学法填充法即溶液化学法，通常是指将碳纳米管和待填充金属的盐类一起加到强酸熔液中，通过强酸熔液的作用打开碳纳米管的端帽进行填充的一种方法。碳纳米管的端帽打开后，金属盐
溶液的溶质在毛细作用力驱动
下填入管内，然后再在惰性气体
中进行退火处理，即可得到金属
氧化物填充的碳纳米管。如果要
制备纯金属填充的碳纳米管，可以将中间产物在还原气体中进行退火处理，即可使之还原成纯金属。牛津大学的Tsang 等人率先提出熔液化学法，制备了NiO 填充的碳纳米管。对碳纳米管进行NiO 填充的试验过程如下：将碳纳米管分散在含有水和硝酸镍的硝酸熔液中。接下来将得到的黑色不溶物在100度下干燥一夜。然后，将得到的样品在氦气保护下进行退火处理。电镜观测表面，经过硝酸处理后，约30%的碳纳米管的端部被打开，这些端部打开的碳纳米管中60%~70%都填充了NiO 。在碳纳米管的外表面也发现了NiO 的纳米粒子的存在，但未观测到碳纳米管有插层现象发生。将得到的填充有NiO 的碳纳米管在氢气气体中退火处理后，得到金属Ni 填充的碳纳米管。
结束语
虽然目前的碳纳米管的研究取得了很大的进展，但还是存在很多的问题，比如说碳纳米管的提纯、碳纳米管在溶剂中贵大分散性很差等等，这都是现代研究的重点领域，也是要想让磁性吸附碳纳米复合材料对军事贡献的一个重要前提。我相信，以后的磁性吸附碳纳米复合材料不仅在对战斗机隐形方面有应用，在更多的军事方面也得到更大的推广，造福我们社会。
磁性吸附碳纳米管复合材料在军事方面的应用
前言
自碳纳米管发现以来，由于其独
特的力学、磁学、电学等性能，已
迅速成为世界科学研究的前言和热
点。随着现时代的发展，为了现代
高科技战争的需要，越来越多的磁
性材料被应用到了军事方面，特别
是以磁性吸附纳米管复合材料为主
的材料更是各位军事大国所首选的
研究领域。纳米吸波材料是一种高科技、高性能的纳米功能材料，磁性吸附碳纳米管复合材料就是利用了碳纳米管能把微小颗粒吸入管腔并且紧密排列的特质，将磁性材料吸附在其管内，使其具有一定的磁损耗，也就是能吸收入射的电磁波能量，并将其电磁能转化为热能而消耗掉，或是电磁波受到干扰而消失，从而减少雷达散射截面积，达到隐形的目的。与传统的吸波材料相比，磁性吸附纳米管复合材料拥有比较优良的机械、电性能，其比重小、高温抗氧化、介电性能可调、稳定性好、在高频和宽频吸收段吸收比较强，能够满足现代战争的需求。目前有很多隐形战斗机也应用了这种材料，比如说B-2A 幽灵、F22A 猛禽、F35A~C雷电II 、F-15SE 沉默鹰、UH-60S 沉默黑鹰，这更是给其战斗能力提升到了一个全新的档次。
磁性吸附碳吸附纳米管复合材料的制备
磁性吸附碳纳米管主要是通过两个步骤来完成，其第一步是先用化学方法使碳纳米管开口，然后再用物理、化学的方法或者是两者相结合的方法将磁性材料填充到碳纳米管中。下面介绍第二步的两种方法：
一、物理法填充法
所谓物理法填充法也可称为毛细管作用诱导填充法，也就是通过毛细作用力将液体或者熔化金属填充到碳纳米管腔内的一种方法，这就是一个润湿的问题。
显
然，只有低表面张力的液体或熔融物才
能润湿碳管表面，而高于分界点
200mN/m 的物质无法润湿碳管，就不能
用毛细填充法。1992年美国海军实验室
的Pedeson 等人利用局域密度泛涵理论
对碳纳米管和HF 分子进行了计算机模
拟。根据计算结果他们预言：开口的碳
纳米管作为可高度化的“分子吸管”，可
以通过毛细作用力将HF 等极性分子填
充到其管腔内，而从理论上证明了对碳
纳米管进行毛细填充的可能性。1993年Ajayan 和Iijma 用碳纳米管做“模具”，制备出碳纳米管内填充Pb 的纳米导线。其制备方法是：将用电弧法制备的MWCNTs 和金属Pb 在400度空气炉中退火，首先将MWCNTs 端帽打开，随后金属Pb 填充到MWCNTs 空腔内。由于碳纳米管端帽的富勒烯半球中存在碳原子围成的五元结构，在空气炉中加热是，这种五元环缺陷比围成碳管管体的六元环更易于金属发生反应而使碳管端口优先打开，随后熔融态的金属Pb 便可填充到MWCNTs 内。
二、化学法填充法
化学法填充法即溶液化学法，通常是指将碳纳米管和待填充金属的盐类一起加到强酸熔液中，通过强酸熔液的作用打开碳纳米管的端帽进行填充的一种方法。碳纳米管的端帽打开后，金属盐
溶液的溶质在毛细作用力驱动
下填入管内，然后再在惰性气体
中进行退火处理，即可得到金属
氧化物填充的碳纳米管。如果要
制备纯金属填充的碳纳米管，可以将中间产物在还原气体中进行退火处理，即可使之还原成纯金属。牛津大学的Tsang 等人率先提出熔液化学法，制备了NiO 填充的碳纳米管。对碳纳米管进行NiO 填充的试验过程如下：将碳纳米管分散在含有水和硝酸镍的硝酸熔液中。接下来将得到的黑色不溶物在100度下干燥一夜。然后，将得到的样品在氦气保护下进行退火处理。电镜观测表面，经过硝酸处理后，约30%的碳纳米管的端部被打开，这些端部打开的碳纳米管中60%~70%都填充了NiO 。在碳纳米管的外表面也发现了NiO 的纳米粒子的存在，但未观测到碳纳米管有插层现象发生。将得到的填充有NiO 的碳纳米管在氢气气体中退火处理后，得到金属Ni 填充的碳纳米管。
结束语
虽然目前的碳纳米管的研究取得了很大的进展，但还是存在很多的问题，比如说碳纳米管的提纯、碳纳米管在溶剂中贵大分散性很差等等，这都是现代研究的重点领域，也是要想让磁性吸附碳纳米复合材料对军事贡献的一个重要前提。我相信，以后的磁性吸附碳纳米复合材料不仅在对战斗机隐形方面有应用，在更多的军事方面也得到更大的推广，造福我们社会。