કાર્બન નેનોટ્યુબઅકલ્પનીય વસ્તુઓ છે.તેઓ સ્ટીલ કરતાં વધુ મજબૂત હોઈ શકે છે જ્યારે માનવ વાળ કરતાં પાતળા હોય છે.

તેઓ અત્યંત સ્થિર, ઓછા વજનવાળા અને અકલ્પનીય વિદ્યુત, થર્મલ અને યાંત્રિક ગુણધર્મો ધરાવે છે.આ કારણોસર, તેઓ ઘણી રસપ્રદ ભાવિ સામગ્રીના વિકાસની સંભાવના ધરાવે છે.

તેઓ સ્પેસ એલિવેટર્સ જેવી ભવિષ્યની સામગ્રી અને માળખાના નિર્માણની ચાવી પણ ધરાવે છે.

અહીં, અમે અન્વેષણ કરીએ છીએ કે તેઓ શું છે, તેઓ કેવી રીતે બનાવવામાં આવે છે અને તેઓ કઈ એપ્લિકેશનો ધરાવે છે.આ એક સંપૂર્ણ માર્ગદર્શિકા બનવા માટે નથી અને માત્ર ઝડપી વિહંગાવલોકન તરીકે ઉપયોગમાં લેવાનો હેતુ છે.

શું છેકાર્બન નેનોટ્યુબઅને તેમની મિલકતો?

કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (ટૂંકમાં CNTs), જેમ કે નામ સૂચવે છે, તે કાર્બનમાંથી બનેલા નાના નળાકાર માળખાં છે.પરંતુ માત્ર કોઈ કાર્બન જ નહીં, CNTમાં ગ્રાફીન નામના કાર્બન પરમાણુઓના એક સ્તરની રોલ્ડ-અપ શીટ્સ હોય છે.

તેઓ બે મુખ્ય સ્વરૂપોમાં આવે છે:

1. સિંગલ-દિવાલો કાર્બન નેનોટ્યુબ(SWCNTs) - આનો વ્યાસ 1 nm કરતા ઓછો હોય છે.

2. મલ્ટી-વોલ્ડ કાર્બન નેનોટ્યુબ(MWCNTs) - આમાં અનેક કેન્દ્રિત-આંતરલિંક્ડ નેનોટ્યુબનો સમાવેશ થાય છે અને તે 100 nm થી વધુ સુધી પહોંચી શકે તેવા વ્યાસ ધરાવે છે.

કોઈપણ કિસ્સામાં, CNT ની લંબાઈ કેટલાક માઇક્રોમીટરથી સેન્ટિમીટર સુધી હોઈ શકે છે.

જેમ કે ટ્યુબ ફક્ત ગ્રાફીનમાંથી બનાવવામાં આવી છે, તે તેના ઘણા રસપ્રદ ગુણધર્મોને શેર કરે છે.CNTs, ઉદાહરણ તરીકે, sp2 બોન્ડ સાથે બંધાયેલા છે - આ પરમાણુ સ્તરે અત્યંત મજબૂત છે.

કાર્બન નેનોટ્યુબમાં પણ વેન ડેર વાલ્સ દળો દ્વારા એકસાથે દોરડું બાંધવાનું વલણ હોય છે.આ તેમને ઉચ્ચ શક્તિ અને ઓછું વજન પ્રદાન કરે છે.તેઓ અત્યંત વિદ્યુત-વાહક અને થર્મલી-વાહક સામગ્રી પણ હોય છે.

"વ્યક્તિગત CNT દિવાલો ટ્યુબ અક્ષના સંદર્ભમાં જાળીના ઓરિએન્ટેશનના આધારે મેટાલિક અથવા સેમિકન્ડક્ટિંગ હોઈ શકે છે, જેને ચિરાલિટી કહેવામાં આવે છે."

કાર્બન નેનોટ્યુબ્સમાં અન્ય અદ્ભુત થર્મલ અને યાંત્રિક ગુણધર્મો પણ છે જે તેમને નવી સામગ્રી વિકસાવવા માટે આકર્ષક બનાવે છે.

કાર્બન નેનોટ્યુબ શું કરે છે?

આપણે પહેલેથી જ જોયું તેમ, કાર્બન નેનોટ્યુબમાં કેટલાક ખૂબ જ અસામાન્ય ગુણધર્મો છે.આને કારણે, CNTs પાસે ઘણી રસપ્રદ અને વૈવિધ્યસભર એપ્લિકેશનો છે.

હકીકતમાં, 2013 સુધીમાં, સાયન્સ ડાયરેક્ટ દ્વારા વિકિપીડિયા અનુસાર, કાર્બન નેનોટ્યુબનું ઉત્પાદન દર વર્ષે હજારો ટનને વટાવી ગયું હતું.આ નેનોટ્યુબમાં ઘણી બધી એપ્લિકેશનો છે, જેમાં ઉપયોગનો સમાવેશ થાય છે:

• ઊર્જા સંગ્રહ ઉકેલો
• ઉપકરણ મોડેલિંગ
• સંયુક્ત માળખાં
• હાઇડ્રોજન ફ્યુઅલ સેલ કારમાં સંભવિત રૂપે સહિત ઓટોમોટિવ ભાગો
• બોટ હલ
• રમતગમત ની વસ્તુઓ
• પાણી ફિલ્ટર્સ
• પાતળા-ફિલ્મ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ
• થર
• એક્ટ્યુએટર્સ
• ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક કવચ
• કાપડ
• બાયોમેડિકલ એપ્લિકેશન, જેમાં હાડકા અને સ્નાયુઓની ટીશ્યુ એન્જિનિયરિંગ, રાસાયણિક વિતરણ, બાયોસેન્સર્સ અને વધુનો સમાવેશ થાય છે

શું છેમલ્ટી-વોલ્ડ કાર્બન નેનોટ્યુબ?

જેમ આપણે પહેલાથી જ જોયું છે કે, મલ્ટિવોલ્ડ કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ તે નેનોટ્યુબ છે જે અનેક કેન્દ્રિત રીતે એકબીજા સાથે જોડાયેલા નેનોટ્યુબમાંથી બને છે.તેઓનો વ્યાસ હોય છે જે 100 એનએમથી વધુ સુધી પહોંચી શકે છે.

તેઓ લંબાઈમાં સેન્ટીમીટરથી વધુ સુધી પહોંચી શકે છે અને 10 થી 10 મિલિયનની વચ્ચે બદલાતા પાસા રેશિયો ધરાવે છે.

બહુ-દિવાલોવાળા નેનોટ્યુબમાં 6 થી 25 અથવા વધુ કેન્દ્રિત દિવાલો હોઈ શકે છે.

MWCNTs પાસે કેટલીક ઉત્કૃષ્ટ મિલકતો છે જેનો મોટી સંખ્યામાં વ્યાપારી કાર્યક્રમોમાં ઉપયોગ કરી શકાય છે.આમાં શામેલ છે:

• વિદ્યુત: MWNTs જ્યારે સંયુક્ત માળખામાં યોગ્ય રીતે સંકલિત કરવામાં આવે ત્યારે અત્યંત વાહક હોય છે.એ નોંધવું જોઇએ કે એકલી બાહ્ય દિવાલ વાહકતાનું સંચાલન કરે છે, આંતરિક દિવાલો વાહકતા માટે નિમિત્ત નથી.
• મોર્ફોલોજી: MWNTs પાસે ઉચ્ચ પાસા ગુણોત્તર હોય છે, જેની લંબાઈ સામાન્ય રીતે વ્યાસ કરતા 100 ગણા કરતા વધુ હોય છે અને અમુક કિસ્સાઓમાં તે ઘણી વધારે હોય છે.તેમની કામગીરી અને એપ્લિકેશન માત્ર પાસા ગુણોત્તર પર આધારિત નથી, પરંતુ ટ્યુબની ગૂંચવણની ડિગ્રી અને સીધીતા પર પણ આધારિત છે, જે બદલામાં ટ્યુબમાં ખામીની ડિગ્રી અને પરિમાણ બંનેનું કાર્ય છે.
• ભૌતિક: ખામી-મુક્ત, વ્યક્તિગત, MWNTs ઉત્તમ તાણ શક્તિ ધરાવે છે અને જ્યારે થર્મોપ્લાસ્ટિક અથવા થર્મોસેટ સંયોજનો જેવા સંયુક્તમાં એકીકૃત કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેની શક્તિમાં નોંધપાત્ર વધારો થઈ શકે છે.