ნახშირბადის ნანომილებიწარმოუდგენელი რამ არის.ისინი შეიძლება იყოს ფოლადზე ძლიერი, ხოლო ადამიანის თმაზე თხელი.

ისინი ასევე არიან ძალიან სტაბილური, მსუბუქი და აქვთ წარმოუდგენელი ელექტრო, თერმული და მექანიკური თვისებები.ამ მიზეზით, მათ აქვთ მრავალი საინტერესო სამომავლო მასალის განვითარების პოტენციალი.

მათ ასევე შეიძლება ჰქონდეთ გასაღები მომავლის მასალებისა და სტრუქტურების შესაქმნელად, როგორიცაა კოსმოსური ლიფტები.

აქ ჩვენ ვიკვლევთ რა არის ისინი, როგორ მზადდება და რა აპლიკაციები აქვთ.ეს არ არის გამიზნული იყოს ამომწურავი სახელმძღვანელო და განკუთვნილია მხოლოდ გამოსაყენებლად, როგორც სწრაფი მიმოხილვა.

რა არისნახშირბადის ნანომილებიდა მათი თვისებები?

ნახშირბადის ნანომილები (მოკლედ CNT), როგორც სახელიდან ჩანს, არის ნახშირბადისგან დამზადებული წვრილი ცილინდრული სტრუქტურები.მაგრამ არა ნებისმიერი ნახშირბადი, CNT-ები შედგება ნახშირბადის მოლეკულების ერთი ფენის შემოხვეული ფურცლებისაგან, რომელსაც გრაფენი ეწოდება.

ისინი, როგორც წესი, გამოდიან ორი ძირითადი ფორმით:

1. ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები(SWCNTs) - მათ აქვთ დიამეტრი 1 ნმ-ზე ნაკლები.

2. მრავალკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები(MWCNTs) - ისინი შედგება რამდენიმე კონცენტრულად ერთმანეთთან დაკავშირებული ნანომილებისაგან და აქვთ დიამეტრი, რომელიც შეიძლება აღემატებოდეს 100 ნმ-ს.

ნებისმიერ შემთხვევაში, CNT-ებს შეიძლება ჰქონდეთ ცვლადი სიგრძე რამდენიმე მიკრომეტრიდან სანტიმეტრამდე.

იმის გამო, რომ მილები ექსკლუზიურად აგებულია გრაფენისგან, ისინი იზიარებენ მის ბევრ საინტერესო თვისებას.CNT-ები, მაგალითად, დაკავშირებულია sp2 ობლიგაციებთან - ისინი ძალიან ძლიერია მოლეკულურ დონეზე.

ნახშირბადის ნანომილაკებს ასევე აქვთ ვან დერ ვაალის ძალების მეშვეობით თოკთან დაკავშირების ტენდენცია.ეს უზრუნველყოფს მათ მაღალ სიმტკიცეს და მცირე წონას.ისინი ასევე, როგორც წესი, არიან უაღრესად ელექტროგამტარ და თბოგამტარი მასალები.

"ცალკეული CNT კედლები შეიძლება იყოს მეტალის ან ნახევარგამტარი, რაც დამოკიდებულია გისოსის ორიენტაციაზე მილის ღერძთან მიმართებაში, რასაც ქირალობა ეწოდება."

ნახშირბადის ნანომილებს ასევე აქვთ სხვა საოცარი თერმული და მექანიკური თვისებები, რაც მათ მიმზიდველს ხდის ახალი მასალების შესაქმნელად.

რას აკეთებენ ნახშირბადის ნანომილები?

როგორც უკვე ვნახეთ, ნახშირბადის ნანომილებს აქვთ ძალიან უჩვეულო თვისებები.ამის გამო CNT-ებს ბევრი საინტერესო და მრავალფეროვანი აპლიკაცია აქვთ.

სინამდვილეში, 2013 წლის მონაცემებით, Wikipedia-ს მიხედვით Science Direct-ის საშუალებით, ნახშირბადის ნანომილების წარმოება წელიწადში რამდენიმე ათას ტონას აჭარბებდა.ამ ნანომილებს ბევრი გამოყენება აქვთ, მათ შორის გამოყენებაში:

• ენერგიის შესანახი გადაწყვეტილებები
• მოწყობილობის მოდელირება
• კომპოზიტური სტრუქტურები
• საავტომობილო ნაწილები, მათ შორის პოტენციურად წყალბადის საწვავის უჯრედების მანქანებში
• ნავის კორპუსი
• Სპორტული საქონელი
• წყლის ფილტრები
• თხელი ფირის ელექტრონიკა
• საფარები
• აქტუატორები
• ელექტრომაგნიტური დაცვა
• ტექსტილი
• ბიოსამედიცინო პროგრამები, მათ შორის ძვლისა და კუნთების ქსოვილის ინჟინერია, ქიმიური მიწოდება, ბიოსენსორები და სხვა

რა არისმრავალკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები?

როგორც უკვე ვნახეთ, მრავალკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები არის ის ნანომილები, რომლებიც დამზადებულია რამდენიმე კონცენტრულად ერთმანეთთან დაკავშირებული ნანომილებისაგან.მათ აქვთ დიამეტრი, რომელიც შეიძლება აღემატებოდეს 100 ნმ.

მათი სიგრძე შეიძლება აღემატებოდეს სანტიმეტრს და აქვთ ასპექტის თანაფარდობა, რომელიც მერყეობს 10-დან 10 მილიონამდე.

მრავალკედლიანი ნანომილები შეიძლება შეიცავდეს 6-დან 25-მდე ან მეტ კონცენტრულ კედელს.

MWCNT-ებს აქვთ შესანიშნავი თვისებები, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია კომერციული აპლიკაციების დიდ რაოდენობაში.Ესენი მოიცავს :

• ელექტრული: MWNT-ები ძალიან გამტარია, როდესაც სწორად არის ინტეგრირებული კომპოზიტურ სტრუქტურაში.უნდა აღინიშნოს, რომ მხოლოდ გარე კედელი გამტარია, შიდა კედლები არ არის ინსტრუმენტული გამტარობისთვის.
• მორფოლოგია: MWNT-ებს აქვთ ასპექტის მაღალი თანაფარდობა, სიგრძე, როგორც წესი, 100-ჯერ აღემატება დიამეტრს და ზოგიერთ შემთხვევაში გაცილებით მაღალია.მათი შესრულება და გამოყენება ეფუძნება არა მხოლოდ ასპექტის თანაფარდობას, არამედ მილების ჩახლართულ ხარისხს და სისწორეს, რაც თავის მხრივ არის მილების დეფექტების ხარისხისა და განზომილების ფუნქცია.
• ფიზიკური: დეფექტების გარეშე, ინდივიდუალურ, MWNT-ებს აქვთ შესანიშნავი დაჭიმვის სიძლიერე და როდესაც ინტეგრირდება კომპოზიტში, როგორიცაა თერმოპლასტიკური ან თერმოსამაგრებელი ნაერთები, შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს მისი სიმტკიცე.