Oglekļa nanocaurulesir neticamas lietas. Tie var būt spēcīgāki par tēraudu, vienlaikus ir plānāki par cilvēku matiem.

Tie ir arī ļoti stabili, viegli, un tiem ir neticamas elektriskās, termiskās un mehāniskās īpašības. Šī iemesla dēļ tie ir daudzu interesantu nākotnes materiālu attīstības potenciāls.

Viņi var arī turēt atslēgu, lai izveidotu nākotnes materiālus un struktūras, piemēram, kosmosa liftus.

Šeit mēs izpētīsim, kādi viņi ir, kā tie tiek veidoti un kādas lietojumprogrammas viņiem mēdz būt. Tas nav domāts kā izsmeļošs ceļvedis, un to paredzēts izmantot tikai kā ātru pārskatu.

Kas iroglekļa nanocaurulesUn viņu īpašības?

Oglekļa nanocaurules (īsi CNT), kā norāda nosaukums, ir minūtes cilindriskas struktūras, kas izgatavotas no oglekļa. Bet ne tikai jebkurš ogleklis, CNT sastāv no vienas oglekļa molekulu slāņa, ko sauc par grafēnu, salīmētām loksnēm.

Viņiem ir tendence būt divās galvenajās formās:

1. Vienas sienas oglekļa nanocaurules(SWCNT) - to diametrs ir mazāks par 1 nm.

2. Daudzu sienu oglekļa nanocaurules(MWCNTS) - tie sastāv no vairākām koncentriski savstarpēji saistītām nanocaurulēm, un parasti ir diametrs, kas var sasniegt vairāk nekā 100 nm.

Abos gadījumos CNT var būt mainīgs garums no vairākiem mikrometriem līdz centimetriem.

Tā kā caurules ir veidotas tikai no grafēna, tām ir daudz tās interesanto īpašību. Piemēram, CNT ir saistītas ar SP2 saitēm - tās ir ārkārtīgi spēcīgas molekulārajā līmenī.

Oglekļa nanocaurulēm ir arī tendence virve kopā, izmantojot van der Waals spēkus. Tas viņiem nodrošina augstu izturību un mazu svaru. Tie mēdz būt arī ļoti elektriski vadošie un termiski vadošie materiāli.

"Atsevišķas CNT sienas var būt metāliskas vai pusvadošas atkarībā no režģa orientācijas attiecībā pret caurules asi, ko sauc par chirality."

Oglekļa nanocaurulēm ir arī citas pārsteidzošas termiskās un mehāniskās īpašības, kas padara tās pievilcīgas jaunu materiālu izstrādei.

Ko dara oglekļa nanocaurules?

Kā mēs jau redzējām, oglekļa nanocaurulēm ir dažas ļoti neparastas īpašības. Tāpēc CNT ir daudz interesantu un daudzveidīgu lietojumprogrammu.

Faktiski no 2013. gada, saskaņā ar Wikipedia caur Science Direct, oglekļa nanocauruļu ražošana pārsniedza vairākus tūkstošus tonnu gadā. Šīm nanocaurulēm ir daudz lietojumprogrammu, ieskaitot lietošanu:

• Enerģijas uzglabāšanas risinājumi
• Ierīces modelēšana
• Saliktas struktūras
• Automobiļu detaļas, ieskaitot potenciāli ūdeņraža kurināmā šūnu automašīnās
• Laivu korpuss
• Sporta preces
• Ūdens filtri
• Plānas filmas elektronika
• Pārklājumi
• Izpildmehānismi
• Elektromagnētiskā ekranēšana
• Tekstilizstrādājumi
• Biomedicīnas pielietojumi, ieskaitot kaulu un muskuļu audu inženieriju, ķīmisko vielu piegādi, biosensorus un daudz ko citu

Kas irdaudzu sienu oglekļa nanocaurules?

Kā mēs jau redzējām, daudz sienu oglekļa nanocaurules ir tās nanocaurules, kas izgatavotas no vairākām koncentriski savstarpēji saistītām nanocaurulēm. Viņiem parasti ir diametrs, kas var sasniegt vairāk nekā 100 nm.

Tie var sasniegt vairāk nekā centimetru garumā, un tām ir malu attiecība, kas svārstās no 10 līdz 10 miljoniem.

Daudz sienu nanocaurules var saturēt no 6 līdz 25 vai vairāk koncentriskām sienām.

MWCNT ir dažas lieliskas īpašības, kuras var izmantot daudzās komerciālās lietojumprogrammās. Tie ietver:

• Elektriskais: MWNT ir ļoti vadoši, ja tie ir pareizi integrēti saliktā struktūrā. Jāatzīmē, ka tikai ārējā siena vada, iekšējās sienas nav nozīmīgas vadītspējai.
• Morfoloģija: MWNT ir augsta malu attiecība ar garumu, kas parasti ir vairāk nekā 100 reizes lielāks par diametru un dažos gadījumos daudz augstāks. Viņu veiktspēja un pielietojums balstās ne tikai uz malu attiecību, bet arī ar caurules un cauruļu taisnīguma pakāpi, kas savukārt ir gan caurulīšu defektu pakāpes, gan dimensijas funkcija.
• Fizisks: bez defektiem, individuāliem, MWNT ir lieliska stiepes izturība, un, ja tie ir integrēti kompozītā, piemēram, termoplastiskā vai termoset savienojumos, var ievērojami palielināt tā izturību.