نانولوله های کربنچیزهای باورنکردنی هستند آنها می توانند در حالی که نازک تر از موهای انسان هستند از فولاد قوی تر باشند.

آنها همچنین بسیار پایدار ، سبک وزن هستند و دارای خواص الکتریکی ، حرارتی و مکانیکی باورنکردنی هستند. به همین دلیل ، آنها پتانسیل توسعه بسیاری از مطالب جالب آینده را دارند.

آنها همچنین ممکن است کلید ساخت مواد و سازه های آینده مانند آسانسورهای فضایی را در خود جای دهند.

در اینجا ، ما بررسی می کنیم که آنها چه هستند ، چگونه آنها ساخته شده اند و چه برنامه هایی را تمایل دارند. این به معنای یک راهنمای جامع نیست و فقط در نظر گرفته شده است که به عنوان یک مرور کلی مورد استفاده قرار گیرد.

چیستنانولوله های کربنو خصوصیات آنها؟

نانولوله های کربن (CNT برای کوتاه) ، همانطور که از نام آن پیداست ، ساختارهای استوانه ای دقیقه ای است که از کربن ساخته شده است. اما نه فقط هر کربن ، CNT شامل ورق های نورد یک لایه واحد از مولکول های کربن به نام گرافن است.

آنها تمایل دارند به دو شکل اصلی بیایند:

1. نانولوله های کربن تک دیوار(SWCNTS) - این تمایل به قطر کمتر از 1 نانومتر دارند.

2. نانولوله های کربن چند دیواری.

در هر صورت ، CNT ها می توانند طول متغیر را از بین چندین میکرومتر تا سانتی متر داشته باشند.

از آنجا که لوله ها به طور انحصاری از گرافن ساخته شده اند ، بسیاری از خصوصیات جالب آن را به اشتراک می گذارند. به عنوان مثال ، CNT ها با اوراق قرضه SP2 پیوند خورده اند - اینها در سطح مولکولی بسیار قوی هستند.

نانولوله های کربن همچنین تمایل به طناب کشی از طریق نیروهای ون در والس دارند. این امر با استحکام بالا و وزن کم آنها را فراهم می کند. آنها همچنین تمایل دارند که مواد بسیار الکتریکی و سازنده ای از نظر حرارتی باشند.

"دیوارهای CNT فردی بسته به جهت گیری مشبک با توجه به محور لوله ، که به آن کایرالیت گفته می شود ، می توانند فلزی یا نیمه هادی باشند."

نانولوله های کربن همچنین دارای خواص حرارتی و مکانیکی شگفت انگیز دیگری هستند که باعث می شود آنها برای تهیه مواد جدید جذاب شوند.

نانولوله های کربن چه کاری انجام می دهند؟

همانطور که قبلاً دیدیم ، نانولوله های کربن دارای برخی از خواص بسیار غیرمعمول هستند. به همین دلیل ، CNT ها برنامه های جالب و متنوعی دارند.

در حقیقت ، از سال 2013 ، طبق ویکی پدیا از طریق Science Direct ، تولید نانولوله کربن از چندین هزار تن در سال فراتر رفته است. این نانولوله ها برنامه های بسیاری دارند ، از جمله استفاده در:

• راه حل های ذخیره انرژی
• مدل سازی دستگاه
• ساختارهای کامپوزیتی
• قطعات خودرو ، از جمله بالقوه در اتومبیل های سوخت هیدروژن
• بدنه
• کالاهای ورزشی
• فیلترهای آب
• لوازم الکترونیکی نازک
• پوشش
• محرک
• محافظ الکترومغناطیسی
• منسوجات
• کاربردهای زیست پزشکی ، از جمله مهندسی بافت استخوان و عضله ، زایمان شیمیایی ، حسگرهای زیستی و موارد دیگر

چیستنانولوله های کربن چند دیواری?

همانطور که قبلاً دیدیم ، نانولوله های کربن چند دیواری آن دسته از نانولوله هایی هستند که از چندین نانولوله های متمرکز در هم تنیده ساخته شده اند. آنها تمایل به قطر دارند که می توانند بیش از 100 نانومتر برسند.

آنها می توانند به طول بیش از سانتیمتر برسند و تمایل به نسبت ابعادی دارند که بین 10 تا 10 میلیون متغیر است.

نانولوله های چند دیوار می توانند بین 6 تا 25 یا بیشتر دیوارهای متمرکز باشند.

MWCNT ها دارای برخی از خواص عالی هستند که می توانند در تعداد زیادی از برنامه های تجاری مورد سوء استفاده قرار گیرند. اینها شامل:

• الکتریکی: MWNT ها وقتی به درستی در یک ساختار کامپوزیت ادغام می شوند ، بسیار رسانا هستند. لازم به ذکر است که دیوار بیرونی به تنهایی در حال انجام است ، دیوارهای داخلی برای هدایت مؤثر نیستند.
• مورفولوژی: MWNT ها نسبت ابعاد بالایی دارند و طول آن معمولاً بیش از 100 برابر قطر و در موارد خاص بسیار بیشتر است. عملکرد و کاربرد آنها نه تنها بر نسبت ابعاد ، بلکه بر میزان درگیری و صافی لوله ها نیز مبتنی است که به نوبه خود تابعی از درجه و بعد نقص در لوله ها است.
• فیزیکی: MWNTS بدون نقص ، فردی ، مقاومت کششی بسیار خوبی دارد و در صورت ادغام در یک کامپوزیت ، مانند ترکیبات ترموپلاستیک یا ترموست ، می تواند قدرت آن را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.