കാർബൺ നാനോ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ആമുഖം

വളരെക്കാലമായി, മൂന്ന് കാർബൺ അലോട്രോപ്പുകൾ ഉണ്ടെന്ന് ആളുകൾക്ക് മാത്രമേ അറിയൂ: ഡയമണ്ട്, ഗ്രാഫൈറ്റ്, അമോർഫസ് കാർബൺ.എന്നിരുന്നാലും, കഴിഞ്ഞ മൂന്ന് പതിറ്റാണ്ടുകളായി, സീറോ-ഡൈമൻഷണൽ ഫുള്ളറീനുകൾ, ഏകമാനമായ കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ, ദ്വിമാന ഗ്രാഫീൻ വരെ തുടർച്ചയായി കണ്ടെത്തി, പുതിയ കാർബൺ നാനോ പദാർത്ഥങ്ങൾ ലോകത്തിന്റെ ശ്രദ്ധ ആകർഷിക്കുന്നത് തുടരുന്നു.കാർബൺ നാനോ മെറ്റീരിയലുകളെ അവയുടെ സ്പേഷ്യൽ അളവുകളിലെ നാനോ സ്കെയിൽ പരിമിതിയുടെ അളവ് അനുസരിച്ച് മൂന്ന് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം: പൂജ്യം, ഏകമാനം, ദ്വിമാന കാർബൺ നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ.
നാനോ-കണികകൾ, ആറ്റോമിക് ക്ലസ്റ്ററുകൾ, ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകൾ എന്നിങ്ങനെയുള്ള ത്രിമാന സ്ഥലത്ത് നാനോമീറ്റർ സ്കെയിലിലുള്ള വസ്തുക്കളെയാണ് 0-ഡൈമൻഷണൽ നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്.അവ സാധാരണയായി ചെറിയ എണ്ണം ആറ്റങ്ങളും തന്മാത്രകളും ചേർന്നതാണ്.കാർബൺ ബ്ലാക്ക്, നാനോ ഡയമണ്ട്, നാനോ-ഫുളറീൻ C60, കാർബൺ പൂശിയ നാനോ-മെറ്റൽ കണികകൾ എന്നിങ്ങനെ നിരവധി സീറോ-ഡൈമൻഷണൽ കാർബൺ നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ ഉണ്ട്.

ഉടൻ തന്നെC60കണ്ടെത്തി, രസതന്ത്രജ്ഞർ കാറ്റലിസ്റ്റിലേക്ക് അവയുടെ പ്രയോഗത്തിന്റെ സാധ്യത പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങി.നിലവിൽ, കാറ്റലറ്റിക് മെറ്റീരിയലുകളുടെ മേഖലയിലെ ഫുള്ളറീനുകളും അവയുടെ ഡെറിവേറ്റീവുകളും പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന മൂന്ന് വശങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു:

(1) ഒരു ഉത്തേജകമായി നേരിട്ട് ഫുള്ളറീനുകൾ;

(2) ഫുള്ളറിനുകളും അവയുടെ ഡെറിവേറ്റീവുകളും ഒരു ഏകീകൃത ഉൽപ്രേരകമായി;

(3) വൈവിധ്യമാർന്ന കാറ്റലിസ്റ്റുകളിൽ ഫുള്ളറീനുകളുടെയും അവയുടെ ഡെറിവേറ്റീവുകളുടെയും പ്രയോഗം.
കാർബൺ പൂശിയ നാനോ-മെറ്റൽ കണികകൾ ഒരു പുതിയ തരം സീറോ-ഡൈമൻഷണൽ നാനോ-കാർബൺ-മെറ്റൽ കോമ്പോസിറ്റാണ്.കാർബൺ ഷെല്ലിന്റെ പരിമിതിയും സംരക്ഷിത ഫലവും കാരണം, ലോഹ കണങ്ങളെ ഒരു ചെറിയ സ്ഥലത്ത് പരിമിതപ്പെടുത്താനും അതിൽ പൊതിഞ്ഞ ലോഹ നാനോകണങ്ങൾ ബാഹ്യ പരിസ്ഥിതിയുടെ സ്വാധീനത്തിൽ സ്ഥിരമായി നിലനിൽക്കാനും കഴിയും.ഈ പുതിയ തരം സീറോ-ഡൈമൻഷണൽ കാർബൺ-മെറ്റൽ നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾക്ക് സവിശേഷമായ ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ഗുണങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ മെഡിക്കൽ, മാഗ്നറ്റിക് റെക്കോർഡിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾ, വൈദ്യുതകാന്തിക ഷീൽഡിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾ, ലിഥിയം ബാറ്ററി ഇലക്‌ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ, കാറ്റലറ്റിക് മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവയിൽ വളരെ വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകളുണ്ട്.

ഏകമാനമായ കാർബൺ നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ അർത്ഥമാക്കുന്നത് ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒരു നോൺ-നാനോ സ്കെയിൽ ദിശയിൽ മാത്രം സ്വതന്ത്രമായി ചലിക്കുന്നതും ചലനം രേഖീയവുമാണ്.കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ, കാർബൺ നാനോഫൈബറുകൾ തുടങ്ങിയവയാണ് ഏകമാന കാർബൺ വസ്തുക്കളുടെ സാധാരണ പ്രതിനിധികൾ.ഇവ രണ്ടും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം വേർതിരിച്ചറിയാൻ മെറ്റീരിയലിന്റെ വ്യാസത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാകാം, നിർവചിക്കേണ്ട മെറ്റീരിയലിന്റെ ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷന്റെ അളവിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയും ആകാം.മെറ്റീരിയലിന്റെ വ്യാസം അനുസരിച്ച് അർത്ഥമാക്കുന്നത്: 50nm-ൽ താഴെയുള്ള D വ്യാസം, ആന്തരിക പൊള്ളയായ ഘടനയെ സാധാരണയായി കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ എന്നും, 50-200nm പരിധിയിലുള്ള വ്യാസം, കൂടുതലും മൾട്ടി-ലെയർ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഷീറ്റ് ചുരുണ്ടതാണ്. വ്യക്തമായ പൊള്ളയായ ഘടനകളെ കാർബൺ നാനോ ഫൈബറുകൾ എന്ന് വിളിക്കാറുണ്ട്.

മെറ്റീരിയലിന്റെ ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷന്റെ അളവ് അനുസരിച്ച്, നിർവചനം ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, മികച്ച ഓറിയന്റേഷൻഗ്രാഫൈറ്റ്ട്യൂബ് അച്ചുതണ്ടിന് സമാന്തരമായ ഷീറ്റിനെ കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, അതേസമയം ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷന്റെ അളവ് കുറവോ ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ ഘടനയോ ഇല്ല, ഗ്രാഫൈറ്റ് ഷീറ്റുകളുടെ ക്രമീകരണം ക്രമരഹിതമാണ്, മധ്യഭാഗത്ത് പൊള്ളയായ ഘടനയുള്ള മെറ്റീരിയൽ പോലുംഒന്നിലധികം മതിലുകളുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾഎല്ലാം കാർബൺ നാനോ ഫൈബറുകളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു.തീർച്ചയായും, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളും കാർബൺ നാനോ ഫൈബറുകളും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം വിവിധ രേഖകളിൽ വ്യക്തമല്ല.

ഞങ്ങളുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ, കാർബൺ നാനോ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷന്റെ അളവ് പരിഗണിക്കാതെ, പൊള്ളയായ ഘടനയുടെ സാന്നിധ്യമോ അഭാവമോ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഞങ്ങൾ കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളും കാർബൺ നാനോ ഫൈബറുകളും തമ്മിൽ വേർതിരിക്കുന്നു.അതായത്, പൊള്ളയായ ഘടനയെ നിർവചിക്കുന്ന ഏകമാന കാർബൺ നാനോ പദാർത്ഥങ്ങൾ പൊള്ളയായ ഘടനയില്ലാത്ത കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളാണ് അല്ലെങ്കിൽ പൊള്ളയായ ഘടന വ്യക്തമല്ല ഏകമാന കാർബൺ നാനോ പദാർത്ഥങ്ങൾ കാർബൺ നാനോ ഫൈബറുകൾ.
ദ്വിമാന കാർബൺ നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ: ഗ്രാഫീൻ ദ്വിമാന കാർബൺ നാനോ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ പ്രതിനിധിയാണ്.ഗ്രാഫീൻ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന ദ്വിമാന പ്രവർത്തന സാമഗ്രികൾ സമീപ വർഷങ്ങളിൽ വളരെ ചൂടാണ്.ഈ നക്ഷത്ര മെറ്റീരിയൽ മെക്കാനിക്സ്, വൈദ്യുതി, ചൂട്, കാന്തികത എന്നിവയിൽ അതിശയകരമായ സവിശേഷ ഗുണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.ഘടനാപരമായി, മറ്റ് കാർബൺ പദാർത്ഥങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്ന അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റാണ് ഗ്രാഫീൻ: ഇത് സീറോ-ഡൈമൻഷണൽ ഫുള്ളറിനുകളിലേക്ക് വളയുകയും ഏകമാന കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളായി ചുരുളുകയും ത്രിമാന ഗ്രാഫൈറ്റായി അടുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ചുരുക്കത്തിൽ, കാർബൺ നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ എല്ലായ്പ്പോഴും നാനോ സയൻസ്, ടെക്നോളജി ഗവേഷണങ്ങളിൽ ഒരു ചർച്ചാ വിഷയമാണ്, കൂടാതെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഗവേഷണ പുരോഗതി കൈവരിക്കുകയും ചെയ്തു.അവയുടെ അതുല്യമായ ഘടനയും മികച്ച ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങൾ കാരണം, കാർബൺ നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി മെറ്റീരിയലുകൾ, ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് മെറ്റീരിയലുകൾ, കാറ്റലിസ്റ്റ് കാരിയറുകൾ, കെമിക്കൽ, ബയോളജിക്കൽ സെൻസറുകൾ, ഹൈഡ്രജൻ സ്റ്റോറേജ് മെറ്റീരിയലുകൾ, സൂപ്പർകപ്പാസിറ്റർ മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവയിലും ആശങ്കയുടെ മറ്റ് വശങ്ങളിലും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചൈന ഹോങ്‌വു മൈക്രോ-നാനോ ടെക്‌നോളജി കോ., ലിമിറ്റഡ് - നാനോ-കാർബൺ സാമഗ്രികളുടെ വ്യാവസായികവൽക്കരണത്തിന്റെ മുൻഗാമിയാണ്, വ്യാവസായിക ഉൽ‌പാദനത്തിനും ലോകത്തിലെ മുൻ‌നിര ഗുണനിലവാരമുള്ള നാനോ-ഉൽ‌പാദനത്തിനും വേണ്ടിയുള്ള കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെയും മറ്റ് നാനോ-കാർബൺ വസ്തുക്കളുടെയും ആദ്യത്തെ ആഭ്യന്തര നിർമ്മാതാവാണ്. കാർബൺ വസ്തുക്കൾ ലോകമെമ്പാടും കയറ്റുമതി ചെയ്തു, പ്രതികരണം നല്ലതാണ്.ദേശീയ വികസന തന്ത്രത്തെയും മോഡുലാർ മാനേജ്‌മെന്റിനെയും അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഉപഭോക്താക്കളുടെ ന്യായമായ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനും ചൈനയുടെ ഉൽപ്പാദന വ്യവസായത്തിന്റെ കരുത്ത് വർധിപ്പിക്കുന്നതിനുമായി ഹോങ്‌വു നാനോ വിപണി അധിഷ്‌ഠിതവും സാങ്കേതികവിദ്യാധിഷ്‌ഠിതവും പാലിക്കുന്നു.