Көміртекті нанотүтіктеркеремет дүниелер.Олар болаттан күшті, ал адам шашынан жұқа болуы мүмкін.

Олар сондай-ақ өте тұрақты, жеңіл және керемет электрлік, жылулық және механикалық қасиеттерге ие.Осы себепті олар көптеген қызықты болашақ материалдарды әзірлеуге мүмкіндік береді.

Олар сондай-ақ ғарыштық лифттер сияқты болашақтың материалдары мен құрылымдарын салудың кілтін ұстай алады.

Мұнда біз олардың не екенін, қалай жасалғанын және оларда қандай қолданбалар бар екенін зерттейміз.Бұл толық нұсқаулық емес және тек жылдам шолу ретінде пайдалануға арналған.

Нелеркөміртекті нанотүтіктержәне олардың қасиеттері?

Көміртекті нанотүтіктер (қысқаша CNT), аты айтып тұрғандай, көміртектен жасалған минуттық цилиндрлік құрылымдар.Бірақ кез келген көміртегі ғана емес, CNT графен деп аталатын көміртегі молекулаларының бір қабатының оралған парақтарынан тұрады.

Олар әдетте екі негізгі формада келеді:

1. Бір қабырғалы көміртекті нанотүтіктер(SWCNTs) - Олардың диаметрі 1 нм-ден аз болады.

2. Көп қабырғалы көміртекті нанотүтіктер(MWCNTs) - Бұл бірнеше концентрлі өзара байланысқан нанотүтіктерден тұрады және диаметрлері 100 нм-ден асатын болады.

Кез келген жағдайда, CNT бірнеше микрометрден сантиметрге дейінгі айнымалы ұзындықтарға ие болуы мүмкін.

Түтіктер тек графеннен жасалғандықтан, оның көптеген қызықты қасиеттерімен бөліседі.Мысалы, CNTs sp2 байланыстарымен байланысқан - бұл молекулалық деңгейде өте күшті.

Көміртекті нанотүтіктер де ван-дер-Ваальс күштері арқылы біріктіруге бейім.Бұл оларға жоғары беріктік пен төмен салмақты қамтамасыз етеді.Олар сондай-ақ жоғары электр өткізгіштік және жылу өткізгіш материалдар болып табылады.

«Жеке CNT қабырғалары тордың түтік осіне қатысты бағытына байланысты металл немесе жартылай өткізгіш болуы мүмкін, оны хирализм деп атайды.»

Көміртекті нанотүтіктердің басқа да таңғажайып термиялық және механикалық қасиеттері бар, бұл оларды жаңа материалдарды әзірлеу үшін тартымды етеді.

Көміртекті нанотүтіктер не істейді?

Жоғарыда айтқанымыздай, көміртекті нанотүтіктердің өте ерекше қасиеттері бар.Осыған байланысты CNTs көптеген қызықты және әртүрлі қолданбаларға ие.

Шын мәнінде, 2013 жылы Wikipedia арқылы Science Direct мәліметтеріне сәйкес көміртекті нанотүтіктердің өндірісі жылына бірнеше мың тоннадан асты.Бұл нанотүтіктердің көптеген қолданбалары бар, соның ішінде:

• Энергияны сақтау шешімдері
• Құрылғыны модельдеу
• Композиттік құрылымдар
• Автокөлік бөлшектері, соның ішінде сутегі отын ұяшықтары автомобильдерінде болуы мүмкін
• Қайық корпустары
• Спорттық тауарлар
• Су сүзгілері
• Жұқа пленкалы электроника
• Жабындар
• Атқарушы механизмдер
• Электромагниттік экрандау
• Тоқыма
• Биомедициналық қолданбалар, соның ішінде сүйек пен бұлшықеттің тіндік инженериясы, химиялық жеткізу, биосенсорлар және т.б

Нелеркөп қабырғалы көміртекті нанотүтіктер?

Жоғарыда көргеніміздей, көпқабырғалы көміртекті нанотүтіктер - бұл бірнеше концентрлі өзара байланысқан нанотүтіктерден жасалған нанотүтіктер.Олар әдетте 100 нм-ден асатын диаметрлерге ие.

Олардың ұзындығы сантиметрден асуы мүмкін және арақатынастары 10-10 миллион арасында өзгереді.

Көп қабырғалы нанотүтіктерде 6 және 25 немесе одан да көп концентрлік қабырғалар болуы мүмкін.

MWCNTs көптеген коммерциялық қолданбаларда пайдалануға болатын тамаша қасиеттерге ие.Оларға мыналар жатады:

• Электрлік: MWNTs композиттік құрылымға дұрыс біріктірілген кезде жоғары өткізгіштікке ие.Айта кету керек, тек сыртқы қабырға ғана өткізеді, ішкі қабырғалар өткізгіштікке әсер етпейді.
• Морфология: MWNTs жоғары арақатынасына ие, ұзындығы әдетте диаметрден 100 есе көп, ал кейбір жағдайларда әлдеқайда жоғары.Олардың өнімділігі мен қолданылуы тек пропорцияға ғана емес, сонымен қатар түтіктердің шағылысу дәрежесіне және түзулігіне негізделген, бұл өз кезегінде түтіктердегі ақаулардың дәрежесі мен өлшеміне де байланысты.
• Физикалық: ақаусыз, жеке, MWNTs тамаша созылу беріктігіне ие және термопластикалық немесе термосеттік қосылыстар сияқты композицияға біріктірілген кезде оның беріктігін айтарлықтай арттыра алады.