탄소 나노 튜브는 무엇이며 무엇을 사용합니까?

탄소 나노 튜브놀라운 것들입니다. 그들은 인간의 머리카락보다 얇아지면서 강철보다 강할 수 있습니다.

또한 매우 안정적이고 가벼우 며 놀라운 전기, 열 및 기계적 특성이 있습니다. 이러한 이유로, 그들은 많은 흥미로운 미래 재료의 개발 가능성을 보유하고 있습니다.

또한 우주 엘리베이터와 같은 미래의 재료와 구조를 구축하는 열쇠를 보유 할 수도 있습니다.

여기서 우리는 그들이 무엇인지, 어떻게 만들어 졌는지, 어떤 응용 프로그램을 가지고 있는지 탐구합니다. 이것은 철저한 가이드가 아니며 빠른 개요로만 사용되도록 의도됩니다.

무엇입니까탄소 나노 튜브그리고 그들의 속성?

이름에서 알 수 있듯이 탄소 나노 튜브 (짧은 CNT)는 탄소로 만든 미세한 원통형 구조입니다. 그러나 CNT는 탄소뿐만 아니라 그래 핀이라고 불리는 단일 탄소 분자의 롤업 시트로 구성됩니다.

그들은 두 가지 주요 형태로 오는 경향이 있습니다.

1. 단일 벽 탄소 나노 튜브(SWCNTS) - 직경이 1 nm 미만인 경향이 있습니다.

2. 다중 벽화 탄소 나노 튜브(MWCNTS) - 이들은 여러 개의 농도 - interlinked 나노 튜브로 구성되며 100 nm를 초과하는 직경을 갖는 경향이 있습니다.

두 경우 모두 CNT는 몇 마이크로 미터에서 센티미터 사이에서 가변 길이를 가질 수 있습니다.

튜브는 그래 핀으로 독점적으로 제작되었으므로 흥미로운 특성을 많이 공유합니다. 예를 들어 CNT는 SP2 결합과 결합됩니다. 이는 분자 수준에서 매우 강합니다.

탄소 나노 튜브는 또한 반 데르 발스 세력을 통해 함께 밧줄로 묶는 경향이 있습니다. 이것은 그들에게 높은 강도와 낮은 무게를 제공합니다. 또한 고도로 전기적으로 도전적이고 열적으로 조절되는 재료 인 경향이 있습니다.

"개별 CNT 벽은 키랄성이라고하는 튜브 축에 대한 격자의 방향에 따라 금속성 또는 반도체 일 수 있습니다."

탄소 나노 튜브에는 새로운 재료 개발에 매력적인 다른 놀라운 열 및 기계적 특성이 있습니다.

우리가 이미 보았 듯이, 탄소 나노 튜브에는 매우 특이한 특성이 있습니다. 이로 인해 CNT에는 흥미롭고 다양한 응용 프로그램이 있습니다.

실제로 2013 년 현재 Wikipedia Science Direct에 따르면 Carbon Nanotube 생산은 연간 수천 톤을 초과했습니다. 이 나노 튜브에는 다음을 포함한 많은 응용 프로그램이 있습니다.

우리가 이미 보았 듯이, 다중 벽 탄소 나노 튜브는 여러 집중적으로 상호 연결된 나노 튜브로 만든 나노 튜브입니다. 그들은 100 nm 이상에 도달 할 수있는 직경을 갖는 경향이 있습니다.

길이가 센티미터를 초과 할 수 있으며 10 백만에서 1 천만 사이의 종횡비를 갖는 경향이 있습니다.

다중 벽 나노 튜브는 6 내지 25 개 이상의 동심 벽을 포함 할 수 있습니다.

MWCNT에는 많은 상업용 응용 분야에서 악용 될 수있는 몇 가지 우수한 특성이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

전기 : MWNT는 복합 구조에 올바르게 통합 될 때 전도성이 높습니다. 외벽만으로도 내부 벽은 전도도에 중요한 역할을하지 않습니다.
형태 : MWNT의 종횡비가 높으며 길이는 일반적으로 직경의 100 배 이상이며 어떤 경우에는 훨씬 높습니다. 그들의 성능과 응용은 종횡비뿐만 아니라 튜브의 얽힘 정도와 튜브의 직선성에도 기초하여 튜브의 결함의 정도와 치수의 기능입니다.
물리적 : 결함이없는 개별, MWNT는 우수한 인장 강도를 가지며 열가소성 또는 열 세트 화합물과 같은 복합재에 통합 될 때 강도를 크게 증가시킬 수 있습니다.