ნახშირბადის ნანოტუბებიწარმოუდგენელი რამ არის. ისინი შეიძლება უფრო ძლიერი იყოს, ვიდრე ფოლადი, ხოლო ადამიანის თმა უფრო თხელია.

ისინი ასევე არიან ძალიან სტაბილური, მსუბუქი წონა და აქვთ წარმოუდგენელი ელექტრული, თერმული და მექანიკური თვისებები. ამ მიზეზით, ისინი ფლობენ მრავალი საინტერესო მომავალი მასალის განვითარების პოტენციალს.

მათ ასევე შეიძლება ჰქონდეთ მომავლის მასალების და სტრუქტურების მშენებლობის გასაღები, მაგალითად, კოსმოსური ლიფტები.

აქ, ჩვენ ვიკვლევთ რა არის ისინი, როგორ მზადდება ისინი და რა პროგრამები აქვთ. ეს არ ნიშნავს ამომწურავ სახელმძღვანელოს და მხოლოდ სწრაფი მიმოხილვის გამოყენებას აპირებს.

რა არისნახშირბადის ნანოტუბებიდა მათი თვისებები?

ნახშირბადის ნანოტუბები (CNT– ები მოკლედ), როგორც სახელწოდებით გვთავაზობს, ნახშირბადისგან დამზადებული წუთიერი ცილინდრული სტრუქტურებია. მაგრამ არა მხოლოდ ნახშირბადის, CNT– ის შემადგენლობაში შედის ნახშირბადის მოლეკულების ერთი ფენის შემოვლითი ფურცლები, რომელსაც ეწოდება გრაფენი.

ისინი ორი ძირითადი ფორმით მოდიან:

1. მარტოხელა ნახშირბადის ნანოტუბები(SWCNTS) - მათ აქვთ დიამეტრი 1 ნმ -ზე ნაკლები.

2. მრავალ კედელი ნახშირბადის ნანოტუბები(MWCNTS) - ეს შედგება კონცენტრირებულად დამაკავშირებელი ნანოტუბისგან და აქვს დიამეტრი, რომელსაც შეუძლია 100 ნმ -ზე მეტი მიაღწიოს.

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

იმის გამო, რომ მილები ექსკლუზიურად არის აგებული გრაფენისგან, ისინი იზიარებენ მის ბევრ საინტერესო თვისებას. მაგალითად, CNT– ები დაკავშირებულია SP2 ობლიგაციებთან - ეს ძალიან ძლიერია მოლეკულურ დონეზე.

ნახშირბადის ნანოტუბებს ასევე აქვთ ტენდენცია, რომ ერთად თოკები ერთად ვან დერ ვაალის ძალების მეშვეობით. ეს მათ უზრუნველყოფს მაღალი სიმტკიცით და დაბალი წონით. ისინი ასევე მიდრეკილნი არიან უაღრესად ელექტრული და თერმულ-გამტარი მასალები.

”ინდივიდუალური CNT კედლები შეიძლება იყოს მეტალიური ან ნახევარგამტარული, რაც დამოკიდებულია ცხრილის ორიენტაციაზე მილის ღერძთან მიმართებაში, რომელსაც ეწოდება chirality.”

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

რას აკეთებენ ნახშირბადის ნანოტუბები?

როგორც უკვე ვნახეთ, ნახშირბადის ნანოტუბებს აქვთ ძალიან უჩვეულო თვისებები. ამის გამო, CNT- ს აქვს მრავალი საინტერესო და მრავალფეროვანი პროგრამა.

სინამდვილეში, 2013 წლის მდგომარეობით, ვიკიპედიის თანახმად, მეცნიერების პირდაპირი გზით, ნახშირბადის ნანოტუბის წარმოება წელიწადში რამდენიმე ათას ტონას გადააჭარბა. ამ ნანოტუბებს აქვთ მრავალი პროგრამა, მათ შორის გამოყენება:

• ენერგიის შენახვის გადაწყვეტილებები
• მოწყობილობის მოდელირება
• კომპოზიციური სტრუქტურები
• საავტომობილო ნაწილები, მათ შორის პოტენციურად წყალბადის საწვავის უჯრედების მანქანებში
• ნავის ხვრელები
• სპორტული საქონელი
• წყლის ფილტრები
• თხელი ფილმის ელექტრონიკა
• მისი რგოლი
• აქტივატორები
• ელექტრომაგნიტური ფარი
• ტექსტილი
• ბიომექანიკური პროგრამები, მათ შორის ძვლისა და კუნთების ქსოვილის ინჟინერია, ქიმიური მიწოდება, ბიოსენსორები და სხვა

რა არისმრავალ კედელი ნახშირბადის ნანოტუბები?

როგორც უკვე ვნახეთ, მრავალმხრივი ნახშირბადის ნანოტუბები არის ის ნანოტუბები, რომლებიც დამზადებულია კონცენტრირებულად შერწყმული ნანოტუბისგან. მათ აქვთ დიამეტრი, რომელსაც შეუძლია 100 ნმ -ზე მეტი მიაღწიოს.

მათ შეუძლიათ მიაღწიონ სიგრძის სანტიმეტრს და აქვთ ტენდენცია აქვთ ასპექტის კოეფიციენტები, რომლებიც განსხვავდება 10 -დან 10 მილიონამდე.

მრავალსაფეხურიანი ნანოტუბები შეიძლება შეიცავდეს 6-დან 25 ან მეტ კონცენტრულ კედლებს.

MWCNT– ებს აქვთ შესანიშნავი თვისებები, რომელთა ექსპლუატაცია შესაძლებელია დიდი რაოდენობით კომერციულ პროგრამებში. ეს მოიცავს:

• ელექტრო: MWNT– ები ძალიან გამტარობენ, როდესაც სწორად ინტეგრირდება კომპოზიციურ სტრუქტურაში. უნდა აღინიშნოს, რომ მხოლოდ გარე კედელი ატარებს, შიდა კედლები გამტარობისთვის არ არის მნიშვნელოვანი.
• მორფოლოგია: MWNT– ებს აქვთ მაღალი ასპექტის თანაფარდობა, სიგრძე, როგორც წესი, 100 -ჯერ მეტია დიამეტრით, და გარკვეულ შემთხვევებში ბევრად უფრო მაღალია. მათი შესრულება და გამოყენება ემყარება არა მხოლოდ ასპექტის თანაფარდობას, არამედ მილაკების გაძარცვის ხარისხს და მილების სისწრაფეს, რაც თავის მხრივ არის მილებში დეფექტების ხარისხის და განზომილების ფუნქცია.
• ფიზიკური: დეფექტებისგან თავისუფალი, ინდივიდუალური, MWNT– ებს აქვთ შესანიშნავი დაძაბულობის ძალა და კომპოზიტში ინტეგრირებისას, მაგალითად, თერმოპლასტიკური ან თერმოზეტის ნაერთები, შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს მისი სიმტკიცე.