Ugljikove nanocijevisu nevjerojatne stvari.Mogu biti jači od čelika, a tanji od ljudske dlake.

Također su vrlo stabilni, lagani i imaju nevjerojatna električna, toplinska i mehanička svojstva.Iz tog razloga, oni imaju potencijal za razvoj mnogih zanimljivih budućih materijala.

Oni također mogu držati ključ za izgradnju materijala i struktura budućnosti, kao što su svemirska dizala.

Ovdje istražujemo što su, kako se izrađuju i koje primjene obično imaju.Ovo nije iscrpan vodič i namijenjen je samo za brzi pregled.

Što suugljikove nanocijevii njihova svojstva?

Ugljikove nanocijevi (skraćeno CNT), kao što ime sugerira, su sitne cilindrične strukture napravljene od ugljika.Ali ne bilo koji ugljik, CNT se sastoji od smotanih listova jednog sloja molekula ugljika zvanih grafen.

Obično dolaze u dva glavna oblika:

1. Ugljikove nanocijevi s jednom stijenkom(SWCNTs) - Oni obično imaju promjer manji od 1 nm.

2. Ugljikove nanocijevi s više stijenki(MWCNTs) - Sastoje se od nekoliko koncentrično međusobno povezanih nanocijevi i obično imaju promjer koji može doseći više od 100 nm.

U oba slučaja, CNT mogu imati različite duljine od nekoliko mikrometara do centimetara.

Kako su cijevi izrađene isključivo od grafena, dijele mnoga njegova zanimljiva svojstva.CNT su, na primjer, povezani sp2 vezama - one su izuzetno jake na molekularnoj razini.

Ugljikove nanocijevi također imaju tendenciju spajanja uz pomoć van der Waalsovih sila.To im daje veliku čvrstoću i malu težinu.Oni također imaju tendenciju da budu visoko električki vodljivi i toplinski vodljivi materijali.

"Pojedinačne stijenke CNT-a mogu biti metalne ili poluvodičke ovisno o orijentaciji rešetke u odnosu na os cijevi, što se naziva kiralnost."

Ugljikove nanocijevi također imaju druga nevjerojatna toplinska i mehanička svojstva koja ih čine privlačnima za razvoj novih materijala.

Čemu služe ugljikove nanocijevi?

Kao što smo već vidjeli, ugljikove nanocijevi imaju vrlo neobična svojstva.Zbog toga CNT imaju mnoge zanimljive i raznolike primjene.

Zapravo, od 2013. godine, prema Wikipediji putem Science Directa, proizvodnja ugljikovih nanocijevi premašila je nekoliko tisuća tona godišnje.Ove nanocijevi imaju mnoge primjene, uključujući upotrebu u:

• Rješenja za pohranu energije
• Modeliranje uređaja
• Kompozitne strukture
• Automobilski dijelovi, uključujući potencijalno automobile na vodikove gorive ćelije
• Trupovi čamaca
• Sportska oprema
• Filtri za vodu
• Elektronika tankog filma
• Premazi
• Pokretači
• Elektromagnetska zaštita
• Tekstil
• Biomedicinske primjene, uključujući tkivni inženjering kostiju i mišića, isporuku kemikalija, biosenzore i više

Što suvišeslojne ugljikove nanocijevi?

Kao što smo već vidjeli, višeslojne ugljikove nanocijevi su one nanocijevi napravljene od nekoliko koncentrično međusobno povezanih nanocijevi.Oni obično imaju promjere koji mogu doseći više od 100 nm.

Mogu doseći više od centimetara u duljinu i imaju tendenciju da imaju omjere koji variraju između 10 i 10 milijuna.

Nanocijevi s više stijenki mogu sadržavati između 6 i 25 ili više koncentričnih stijenki.

MWCNT imaju izvrsna svojstva koja se mogu iskoristiti u velikom broju komercijalnih primjena.To uključuje:

• Električni: MWNT su visoko vodljivi kada su pravilno integrirani u kompozitnu strukturu.Treba napomenuti da je samo vanjski zid vodljiv, unutarnji zidovi nisu instrumenti vodljivosti.
• Morfologija: MWNTs imaju visok omjer širine i visine, s duljinama koje su tipično više od 100 puta veće od promjera, au određenim slučajevima i mnogo veće.Njihova izvedba i primjena ne temelje se samo na omjeru širine i visine, već i na stupnju zapetljanja i ravnosti cijevi, što je opet funkcija stupnja i dimenzije nedostataka u cijevima.
• Fizički: pojedinačni MWNT bez nedostataka imaju izvrsnu vlačnu čvrstoću i kada su integrirani u kompozit, kao što su termoplastični ili duroplastični spojevi, mogu značajno povećati njegovu čvrstoću.