Nanotiwbiau carbonyn bethau anhygoel. Gallant fod yn gryfach na dur wrth fod yn deneuach na gwallt dynol.

Maent hefyd yn hynod sefydlog, yn ysgafn, ac mae ganddynt briodweddau trydanol, thermol a mecanyddol anhygoel. Am y rheswm hwn, mae ganddynt y potensial i ddatblygu llawer o ddeunyddiau diddorol yn y dyfodol.

Efallai y byddant hefyd yn allweddol i adeiladu deunyddiau a strwythurau'r dyfodol, fel codwyr gofod.

Yma, rydym yn archwilio beth ydyn nhw, sut maen nhw'n cael eu gwneud a pha geisiadau maen nhw'n tueddu i'w cael. Nid yw hwn i fod i fod yn ganllaw cynhwysfawr a dim ond fel trosolwg cyflym y bwriedir iddo gael ei ddefnyddio.

Beth ywnanotiwbiau carbona'u heiddo?

Mae nanotiwbiau carbon (CNTs yn fyr), fel mae'r enw'n awgrymu, yn strwythurau silindrog munud wedi'u gwneud o garbon. Ond nid dim ond unrhyw garbon, mae CNT yn cynnwys cynfasau rholio o un haen o foleciwlau carbon o'r enw graphene.

Maent yn tueddu i ddod mewn dwy brif ffurf:

1. Nanotiwbiau carbon un wal(SWCNTs) - Mae'r rhain yn tueddu i fod â diamedr o lai nag 1 nm.

2. Nanotiwbiau carbon aml -wal(MWCNTs) - Mae'r rhain yn cynnwys sawl nanotiwb sy'n gysylltiedig â chanolog ac yn tueddu i fod â diamedrau a all gyrraedd mwy na 100 nm.

Yn y naill achos neu'r llall, gall CNTs fod â hyd amrywiol rhwng sawl micrometr i centimetrau.

Gan fod y tiwbiau wedi'u hadeiladu o graphene yn unig, maent yn rhannu llawer o'i briodweddau diddorol. Mae CNTs, er enghraifft, wedi'u bondio â bondiau SP2 - mae'r rhain yn hynod gryf ar y lefel foleciwlaidd.

Mae gan nanotiwbiau carbon hefyd y duedd i raffu gyda'i gilydd trwy rymoedd van der Waals. Mae hyn yn darparu cryfder uchel a phwysau isel iddynt. Maent hefyd yn tueddu i fod yn ddeunyddiau hynod ddargludol trydan a thermol-ddargludol.

“Gall waliau CNT unigol fod yn fetelaidd neu'n lled -ddargludo yn dibynnu ar gyfeiriadedd y dellt mewn perthynas ag echel y tiwb, a elwir yn gywarchedd.”

Mae gan nanotiwbiau carbon hefyd briodweddau thermol a mecanyddol anhygoel eraill sy'n eu gwneud yn ddeniadol ar gyfer datblygu deunyddiau newydd.

Beth mae nanotiwbiau carbon yn ei wneud?

Fel y gwelsom eisoes, mae gan nanotiwbiau carbon rai eiddo anarferol iawn. Oherwydd hyn, mae gan CNTs lawer o gymwysiadau diddorol ac amrywiol.

Mewn gwirionedd, yn 2013, yn ôl Wikipedia trwy Science Direct, roedd cynhyrchiad carbon nanotube yn fwy na sawl mil o dunelli y flwyddyn. Mae gan y nanotiwbiau hyn lawer o gymwysiadau, gan gynnwys eu defnyddio yn:

• Datrysiadau Storio Ynni
• Modelu dyfeisiau
• Strwythurau cyfansawdd
• Rhannau modurol, gan gynnwys o bosibl mewn ceir celloedd tanwydd hydrogen
• Hulls cychod
• Nwyddau Chwaraeon
• Hidlwyr dŵr
• Electroneg ffilm denau
• Haenau
• Actiwadyddion
• Cysgodi electromagnetig
• Tecstilau
• Cymwysiadau biofeddygol, gan gynnwys peirianneg meinwe esgyrn a chyhyr, dosbarthu cemegol, biosynhwyryddion a mwy

Beth ywnanotiwbiau carbon aml -wal?

Fel y gwelsom eisoes, nanotiwbiau carbon aml -wal yw'r nanotiwbiau hynny a wneir o sawl nanotiwb sydd wedi'u cydgysylltu'n ddwys. Maent yn tueddu i fod â diamedrau a all gyrraedd mwy na 100 nm.

Gallant gyrraedd mwy na centimetrau o hyd ac maent yn tueddu i fod â chymarebau agwedd sy'n amrywio rhwng 10 a 10 miliwn.

Gall nanotiwbiau aml-wal gynnwys rhwng 6 a 25 neu fwy o waliau consentrig.

Mae gan MWCNTs rai eiddo rhagorol y gellir eu hecsbloetio mewn nifer fawr o gymwysiadau masnachol. Mae'r rhain yn cynnwys:

• Trydanol: Mae MWNTs yn ddargludol iawn wrth eu hintegreiddio'n iawn i strwythur cyfansawdd. Dylid nodi bod y wal allanol yn unig yn dargludo, nid yw'r waliau mewnol yn allweddol i ddargludedd.
• Morffoleg: Mae gan MWNTs gymhareb agwedd uchel, gyda hydoedd fel arfer mwy na 100 gwaith y diamedr, ac mewn rhai achosion yn llawer uwch. Mae eu perfformiad a'u cymhwysiad yn seiliedig nid yn unig ar gymhareb agwedd, ond hefyd ar raddau ymglymiad a sythrwydd y tiwbiau, sydd yn ei dro yn swyddogaeth o radd a dimensiwn y diffygion yn y tiwbiau.
• Corfforol: Yn ddi-ddiffyg, mae gan MWNTs gryfder tynnol rhagorol ac wrth eu hintegreiddio i gyfansawdd, fel cyfansoddion thermoplastig neu thermoset, gall cynyddu ei gryfder yn sylweddol.