Szén nanocsövekhihetetlen dolgok.Erősebbek lehetnek az acélnál, miközben vékonyabbak, mint egy emberi haj.

Ezenkívül rendkívül stabilak, könnyűek, és hihetetlen elektromos, termikus és mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek.Emiatt sok érdekes jövőbeli anyag kifejlesztésének lehetőségét rejtik magukban.

A jövő anyagainak és szerkezeteinek, például az űrlifteknek a kulcsa is bennük lehet.

Itt megvizsgáljuk, mik ezek, hogyan készülnek, és milyen alkalmazásokkal rendelkeznek.Ez nem kimerítő útmutató, hanem csak egy gyors áttekintésként szolgál.

Mikszén nanocsövekés tulajdonságaik?

A szén nanocsövek (röviden CNT-k), ahogy a neve is sugallja, apró, szénből készült hengeres szerkezetek.De nem akármilyen szén, a CNT-k egyetlen réteg, a grafénnak nevezett szénmolekulák feltekert lapjaiból állnak.

Általában két fő formában jelennek meg:

1. Egyfalú szén nanocsövek(SWCNT-k) - Ezek általában 1 nm-nél kisebb átmérővel rendelkeznek.

2. Többfalú szén nanocsövek(MWCNT) – Ezek több, koncentrikusan összekapcsolt nanocsőből állnak, és általában 100 nm-t meghaladó átmérőjűek.

Mindkét esetben a CNT-k változó hosszúságúak lehetnek, néhány mikrométertől centiméterig.

Mivel a csövek kizárólag grafénből készülnek, sok érdekes tulajdonságuk megvan.A CNT-k például sp2 kötésekkel kötődnek – ezek molekuláris szinten rendkívül erősek.

A szén nanocsövek hajlamosak arra is, hogy a van der Waals erők révén összekötelezzék magukat.Ez nagy szilárdságot és kis súlyt biztosít számukra.Emellett általában erősen elektromosan vezető és hővezető anyagok.

"Az egyes CNT falak lehetnek fémesek vagy félvezetők, attól függően, hogy a rács milyen orientációval rendelkezik a cső tengelyéhez képest, amit kiralitásnak neveznek."

A szén nanocsövek más csodálatos termikus és mechanikai tulajdonságokkal is rendelkeznek, amelyek vonzóvá teszik őket új anyagok fejlesztéséhez.

Mit csinálnak a szén nanocsövek?

Amint azt már láttuk, a szén nanocsöveknek nagyon szokatlan tulajdonságaik vannak.Emiatt a CNT-k számos érdekes és változatos alkalmazással rendelkeznek.

Valójában 2013-tól a Wikipédia a Science Directen keresztüli adatai szerint a szén nanocsövek termelése meghaladta az évi több ezer tonnát.Ezeknek a nanocsöveknek számos felhasználási területük van, többek között a következőkben:

• Energiatárolási megoldások
• Eszköz modellezés
• Kompozit szerkezetek
• Gépjárműalkatrészek, beleértve potenciálisan hidrogénüzemanyagcellás autókat is
• Csónaktestek
• Sportcikkek
• Vízszűrők
• Vékonyrétegű elektronika
• Bevonatok
• Működtetők
• Elektromágneses árnyékolás
• Textíliák
• Orvosbiológiai alkalmazások, beleértve a csontok és izmok szövetfejlesztését, vegyi anyagok bejuttatását, bioszenzorokat és még sok mást

Miktöbbfalú szén nanocsövek?

Mint már láttuk, a többfalú szén nanocsövek azok a nanocsövek, amelyek több koncentrikusan összekapcsolt nanocsőből készülnek.Átmérőjük általában meghaladja a 100 nm-t.

Hosszúságuk meghaladhatja a centimétert, és általában 10 és 10 millió között változik a képarányuk.

A többfalú nanocsövek 6 és 25 közötti vagy több koncentrikus falat tartalmazhatnak.

Az MWCNT-k kiváló tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyeket számos kereskedelmi alkalmazásban ki lehet használni.Ezek tartalmazzák :

• Elektromos: Az MWNT-k nagyon vezetőképesek, ha megfelelően integrálják egy kompozit szerkezetbe.Meg kell jegyezni, hogy a külső fal önmagában vezet, a belső falak nem befolyásolják a vezetőképességet.
• Morfológia: Az MWNT-k nagy képarányúak, hosszúságuk jellemzően több mint 100-szorosa az átmérőnek, és bizonyos esetekben sokkal nagyobb.Teljesítményük és alkalmazásuk nem csak a méretarányon, hanem a csövek összefonódási fokán és egyenességén is alapul, ami viszont a csövek hibáinak mértékétől és méretétől is függ.
• Fizikai: Hibamentes, egyedi, MWNT-k kiváló szakítószilárdsággal rendelkeznek, és kompozitba, például hőre lágyuló műanyagba vagy hőre keményedő anyagokba integrálva jelentősen növelhetik szilárdságát.