ნახშირბადის ნანომასალები შესავალი

დიდი ხნის განმავლობაში, ადამიანებმა მხოლოდ ის იციან, რომ არსებობს სამი ნახშირბადის ალოტროპი: ბრილიანტი, გრაფიტი და ამორფული ნახშირბადი.თუმცა, ბოლო სამი ათწლეულის განმავლობაში, ნულოვანი განზომილებიანი ფულერენებიდან, ნახშირბადის ერთგანზომილებიანი ნანომილებიდან დაწყებული, ორგანზომილებიანი გრაფენით დამთავრებული, განუწყვეტლივ იქნა აღმოჩენილი, ახალი ნახშირბადის ნანომასალები კვლავ იპყრობს მსოფლიოს ყურადღებას.ნახშირბადის ნანომასალები შეიძლება დაიყოს სამ კატეგორიად მათი სივრცითი ზომების ნანომასშტაბის შეზღუდვის ხარისხის მიხედვით: ნულოვანი, ერთგანზომილებიანი და ორგანზომილებიანი ნახშირბადის ნანომასალები.
0-განზომილებიანი ნანომასალები ეხება მასალებს, რომლებიც ნანომეტრის მასშტაბით არიან სამგანზომილებიან სივრცეში, როგორიცაა ნანონაწილაკები, ატომური გროვები და კვანტური წერტილები.ისინი, როგორც წესი, შედგება მცირე რაოდენობის ატომებისა და მოლეკულებისგან.არსებობს ბევრი ნულოვანი განზომილებიანი ნახშირბადის ნანო მასალა, როგორიცაა ნახშირბადის შავი, ნანო-ბრილიანტის, ნანო-ფულერენი C60, ნახშირბადით დაფარული ნანო ლითონის ნაწილაკები.

როგორც კიC60აღმოაჩინეს, ქიმიკოსებმა დაიწყეს კატალიზატორზე მათი გამოყენების შესაძლებლობის შესწავლა.ამჟამად, ფულერენი და მათი წარმოებულები კატალიზური მასალების სფეროში ძირითადად მოიცავს შემდეგ სამ ასპექტს:

(1) ფულერენი უშუალოდ კატალიზატორის სახით;

(2) ფულერენები და მათი წარმოებულები, როგორც ერთგვაროვანი კატალიზატორი;

(3) ფულერენებისა და მათი წარმოებულების გამოყენება ჰეტეროგენულ კატალიზატორებში.
ნახშირბადით დაფარული ნანო-ლითონის ნაწილაკები არის ნულოვანი განზომილებიანი ნანო-ნახშირბად-ლითონის კომპოზიტის ახალი ტიპი.ნახშირბადის გარსის შეზღუდვისა და დამცავი ეფექტის გამო, ლითონის ნაწილაკები შეიძლება შემოიფარგლოს მცირე სივრცეში და მასში დაფარული ლითონის ნანონაწილაკები სტაბილურად არსებობდეს გარე გარემოს გავლენის ქვეშ.ამ ახალი ტიპის ნულოვანი განზომილებიანი ნახშირბად-ლითონის ნანომასალა აქვს უნიკალური ოპტოელექტრონული თვისებები და აქვს გამოყენების ძალიან ფართო სპექტრი სამედიცინო, მაგნიტური ჩამწერი მასალების, ელექტრომაგნიტური დამცავი მასალების, ლითიუმის ბატარეის ელექტროდის მასალებში და კატალიზურ მასალებში.

ნახშირბადის ერთგანზომილებიანი ნანომასალები ნიშნავს, რომ ელექტრონები თავისუფლად მოძრაობენ მხოლოდ ერთი არამასშტაბიანი მიმართულებით და მოძრაობა წრფივია.ერთგანზომილებიანი ნახშირბადის მასალების ტიპიური წარმომადგენლები არიან ნახშირბადის ნანომილები, ნახშირბადის ნანობოჭკოები და მსგავსი.ამ ორს შორის განსხვავება შეიძლება დაფუძნდეს გასარჩევი მასალის დიამეტრზე, ასევე შეიძლება დაფუძნდეს დასადგენი მასალის გრაფიტიზაციის ხარისხზე.მასალის დიამეტრის მიხედვით ნიშნავს, რომ: დიამეტრი D 50 ნმ-ზე ქვემოთ, შიდა ღრუ სტრუქტურას ჩვეულებრივ მოიხსენიებენ, როგორც ნახშირბადის ნანომილებს, ხოლო დიამეტრი 50-200 ნმ დიაპაზონში, უმეტესად მრავალშრიანი გრაფიტის დახვეული ფურცლით. აშკარა ღრუ სტრუქტურებს ხშირად არ უწოდებენ ნახშირბადის ნანობოჭკოებს.

მასალის გრაფიტიზაციის ხარისხის მიხედვით, განმარტება მიუთითებს იმაზე, რომ გრაფიტიზაცია უკეთესია, ორიენტაციაგრაფიტიმილის ღერძის პარალელურად ორიენტირებულ ფურცელს ეწოდება ნახშირბადის ნანომილები, ხოლო გრაფიტიზაციის ხარისხი დაბალია ან არ არის გრაფიტიზაციის სტრუქტურა, გრაფიტის ფურცლების განლაგება დეზორგანიზებულია, მასალას ღრუ სტრუქტურის შუაში და თუნდაცმრავალკედლიანი ნახშირბადის ნანომილებიყველა იყოფა ნახშირბადის ნანობოჭკოებად.რა თქმა უნდა, განსხვავება ნახშირბადის ნანომილებსა და ნანობოჭკოებს შორის არ არის აშკარა სხვადასხვა დოკუმენტებში.

ჩვენი აზრით, ნახშირბადის ნანომასალების გრაფიტიზაციის ხარისხის მიუხედავად, ჩვენ განასხვავებთ ნახშირბადის ნანომილებსა და ნახშირბადის ნანობოჭკოებს ღრუ სტრუქტურის არსებობის ან არარსებობის საფუძველზე.ანუ, ერთგანზომილებიანი ნახშირბადის ნანომასალები, რომლებიც განსაზღვრავენ ღრუ სტრუქტურას, არის ნახშირბადის ნანომილები, რომლებსაც არ აქვთ ღრუ სტრუქტურა ან ღრუ სტრუქტურა არ არის აშკარა ერთგანზომილებიანი ნახშირბადის ნანომასალები ნახშირბადის ნანობოჭკოები.
ორგანზომილებიანი ნახშირბადის ნანომასალები: გრაფენი არის ორგანზომილებიანი ნახშირბადის ნანომასალები.გრაფენით წარმოდგენილი ორგანზომილებიანი ფუნქციური მასალები ბოლო წლებში ძალიან ცხელი იყო.ეს ვარსკვლავი მასალა აჩვენებს საოცარ უნიკალურ თვისებებს მექანიკაში, ელექტროენერგიაში, სითბოსა და მაგნიტიზმში.სტრუქტურულად, გრაფენი არის ძირითადი ერთეული, რომელიც აყალიბებს სხვა ნახშირბადის მასალებს: ის იშლება ნულოვან განზომილებიან ფულერენებამდე, იხვევა ერთგანზომილებიან ნახშირბადის ნანომილებად და გროვდება სამგანზომილებიან გრაფიტში.
მოკლედ რომ ვთქვათ, ნახშირბადის ნანომასალები ყოველთვის იყო ცხელი თემა ნანომეცნიერებისა და ტექნოლოგიების კვლევაში და მიაღწია მნიშვნელოვან კვლევით პროგრესს.მათი უნიკალური სტრუქტურისა და შესანიშნავი ფიზიკური და ქიმიური თვისებების გამო, ნახშირბადის ნანომასალები ფართოდ გამოიყენება ლითიუმ-იონური ბატარეის მასალებში, ოპტოელექტრონულ მასალებში, კატალიზატორის მატარებლებში, ქიმიურ და ბიოლოგიურ სენსორებში, წყალბადის შესანახ მასალებში და სუპერკონდენსატორის მასალებში და სხვა შეშფოთებულ ასპექტებში.

China Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd — ნანო-ნახშირბადოვანი მასალების ინდუსტრიალიზაციის წინამორბედი, არის ნახშირბადის ნანომილების და სხვა ნანო-ნახშირბადის მასალების პირველი შიდა მწარმოებელი სამრეწველო წარმოებისთვის და მსოფლიოში წამყვანი ხარისხის, ნანო-ს წარმოებისთვის. ნახშირბადის მასალები ექსპორტირებულია მთელ მსოფლიოში, გამოხმაურება კარგია.განვითარების ეროვნული სტრატეგიისა და მოდულარული მენეჯმენტის საფუძველზე, Hongwu Nano იცავს ბაზარზე ორიენტირებულ, ტექნოლოგიაზე ორიენტირებულ, კლიენტების გონივრული მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად, როგორც მისია, და ცდილობს შეუჩერებლად გააძლიეროს ჩინეთის წარმოების ინდუსტრია.