탄소 나노튜브는 무엇이며 어떤 용도로 사용됩니까?

탄소나노튜브놀라운 것들입니다.사람의 머리카락보다 가늘면서 강철보다 강할 수 있습니다.

또한 매우 안정적이고 가벼우며 놀라운 전기적, 열적 및 기계적 특성을 가지고 있습니다.이러한 이유로 그들은 많은 흥미로운 미래 재료의 개발 가능성을 가지고 있습니다.

그들은 또한 우주 엘리베이터와 같은 미래의 재료와 구조물을 만드는 열쇠를 쥐고 있을지도 모릅니다.

여기에서 우리는 그것들이 무엇인지, 어떻게 만들어지고 어떤 응용 프로그램을 가지고 있는지 탐구합니다.이것은 완전한 가이드가 아니며 빠른 개요로만 사용하기 위한 것입니다.

무엇인가탄소 나노튜브그리고 그들의 속성?

탄소 나노튜브(줄여서 CNT)는 이름에서 알 수 있듯이 탄소로 만들어진 미세한 원통형 구조입니다.그러나 탄소뿐만 아니라 CNT는 그래핀이라고 하는 탄소 분자의 단일 층으로 된 롤업 시트로 구성됩니다.

그들은 두 가지 주요 형태로 오는 경향이 있습니다.

1. 단일벽 탄소 나노튜브(SWCNTs) - 직경이 1nm 미만인 경향이 있습니다.

2. 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT) - 동심원으로 연결된 여러 나노튜브로 구성되며 직경이 100nm를 초과하는 경향이 있습니다.

두 경우 모두 CNT는 수 마이크로미터에서 센티미터까지 다양한 길이를 가질 수 있습니다.

튜브는 그래핀으로만 제작되었기 때문에 많은 흥미로운 특성을 공유합니다.예를 들어 CNT는 sp2 결합으로 결합되어 있으며 분자 수준에서 매우 강합니다.

탄소 나노튜브는 또한 반 데르 발스 힘을 통해 서로 묶이는 경향이 있습니다.이것은 높은 강도와 낮은 무게를 제공합니다.그들은 또한 높은 전기 전도성 및 열 전도성 물질인 경향이 있습니다.

"개별 CNT 벽은 키랄성(chirality)이라고 하는 튜브 축에 대한 격자의 방향에 따라 금속성 또는 반도체성일 수 있습니다."

탄소 나노튜브는 또한 새로운 물질 개발에 매력적인 다른 놀라운 열적 및 기계적 특성을 가지고 있습니다.

이미 살펴본 바와 같이 탄소 나노튜브는 몇 가지 매우 특이한 특성을 가지고 있습니다.이 때문에 CNT에는 흥미롭고 다양한 응용 프로그램이 많이 있습니다.

실제로 사이언스다이렉트를 통한 위키백과에 따르면 2013년 현재 탄소나노튜브 생산량은 연간 수천 톤을 넘어섰다.이러한 나노튜브는 다음과 같은 용도를 포함하여 많은 용도로 사용됩니다.

이미 살펴본 바와 같이 다중벽 탄소 나노튜브는 여러 개의 동심원으로 연결된 나노튜브로 만들어진 나노튜브입니다.직경이 100nm를 초과하는 경향이 있습니다.

그들은 길이가 센티미터를 초과할 수 있고 종횡비가 1000만에서 1000만 사이인 경향이 있습니다.

다중벽 나노튜브는 6~25개 이상의 동심원 벽을 포함할 수 있습니다.

MWCNT는 다수의 상업적 응용 분야에서 활용할 수 있는 우수한 특성을 가지고 있습니다.여기에는 다음이 포함됩니다.

전기적: MWNT는 복합 구조에 적절하게 통합될 때 전도성이 높습니다.외벽만 전도되고 내벽은 전도에 도움이 되지 않는다는 점에 유의해야 합니다.
형태: MWNT는 길이가 일반적으로 직경의 100배 이상이고 어떤 경우에는 훨씬 더 높은 종횡비를 가지고 있습니다.이들의 성능과 적용은 종횡비뿐만 아니라 튜브의 얽힘 정도와 곧은 정도에 따라 결정되며, 이는 튜브의 결함 정도와 크기의 함수입니다.
물리적: 결함이 없는 개별 MWNT는 우수한 인장 강도를 가지며 열가소성 또는 열경화성 화합물과 같은 복합재에 통합될 때 강도를 크게 높일 수 있습니다.

게시 시간: 2020년 12월 11일