Kulstof nanorører utrolige ting.De kan være stærkere end stål, mens de er tyndere end et menneskehår.

De er også meget stabile, lette og har utrolige elektriske, termiske og mekaniske egenskaber.Af denne grund rummer de potentialet for udvikling af mange interessante fremtidige materialer.

De kan også have nøglen til at bygge fremtidens materialer og strukturer, såsom rumelevatorer.

Her undersøger vi, hvad de er, hvordan de er lavet, og hvilke applikationer de plejer at have.Dette er ikke ment som en udtømmende vejledning og er kun beregnet til at blive brugt som et hurtigt overblik.

Hvad erkulstof nanorørog deres egenskaber?

Carbon nanorør (CNT'er for korte), som navnet antyder, er små cylindriske strukturer lavet af kulstof.Men ikke et hvilket som helst kulstof, CNT'er består af sammenrullede ark af et enkelt lag kulstofmolekyler kaldet grafen.

De har en tendens til at komme i to hovedformer:

1. Enkeltvæggede kulstof nanorør(SWCNT'er) - Disse har en tendens til at have en diameter på mindre end 1 nm.

2. Flervæggede carbon nanorør(MWCNT'er) - Disse består af flere koncentrisk indbyrdes forbundne nanorør og har en tendens til at have diametre, der kan nå over 100 nm.

I begge tilfælde kan CNT'er have variable længder fra mellem flere mikrometer til centimeter.

Da rørene udelukkende er bygget af grafen, deler de mange af dets interessante egenskaber.CNT'er er for eksempel bundet med sp2-bindinger - disse er ekstremt stærke på molekylært niveau.

Kulstof-nanorør har også en tendens til at slå sig sammen via van der Waals-kræfter.Dette giver dem høj styrke og lav vægt.De har også tendens til at være stærkt elektrisk ledende og termisk ledende materialer.

"Individuelle CNT-vægge kan være metalliske eller halvledende afhængigt af gitterets orientering i forhold til røraksen, som kaldes chiralitet."

Carbon nanorør har også andre fantastiske termiske og mekaniske egenskaber, der gør dem attraktive til at udvikle nye materialer.

Hvad gør kulstof nanorør?

Som vi allerede har set, har kulstofnanorør nogle meget usædvanlige egenskaber.På grund af dette har CNT'er mange interessante og varierede applikationer.

Faktisk oversteg produktionen af ​​kulstofnanorør flere tusinde tons om året ifølge Wikipedia via Science Direct fra 2013.Disse nanorør har mange applikationer, herunder brug i:

• Energilagringsløsninger
• Enhedsmodellering
• Sammensatte strukturer
• Autodele, herunder potentielt i brintbrændselscellebiler
• Bådskrog
• Sportsudstyr
• Vandfiltre
• Tyndfilmselektronik
• Belægninger
• Aktuatorer
• Elektromagnetisk afskærmning
• Tekstiler
• Biomedicinske applikationer, herunder vævskonstruktion af knogler og muskler, kemisk levering, biosensorer og mere

Hvad erflervæggede kulstof nanorør?

Som vi allerede har set, er flervæggede kulstof nanorør de nanorør, der er lavet af flere koncentrisk indbyrdes forbundne nanorør.De har en tendens til at have diametre, der kan nå over 100 nm.

De kan nå mere end centimeter i længden og har tendens til at have billedformater, der varierer mellem 10 og 10 millioner.

Flervæggede nanorør kan indeholde mellem 6 og 25 eller flere koncentriske vægge.

MWCNT'er har nogle fremragende egenskaber, som kan udnyttes i et stort antal kommercielle applikationer.Disse omfatter:

• Elektrisk: MWNT'er er meget ledende, når de er korrekt integreret i en sammensat struktur.Det skal bemærkes, at den ydre væg alene er ledende, de indre vægge er ikke medvirkende til ledningsevnen.
• Morfologi: MWNT'er har et højt billedformat, med længder typisk mere end 100 gange diameteren og i visse tilfælde meget højere.Deres ydeevne og anvendelse er ikke kun baseret på størrelsesforhold, men også på graden af ​​sammenfiltring og retheden af ​​rørene, hvilket igen er en funktion af både graden og dimensionen af ​​defekter i rørene.
• Fysisk: Defektfri, individuelle, MWNT'er har fremragende trækstyrke og kan, når de integreres i en komposit, såsom en termoplast eller termohærdende forbindelser, øge dens styrke betydeligt.