कार्बन नॅनोमटेरियल्स परिचय

बर्याच काळापासून, लोकांना फक्त तीन कार्बन ऍलोट्रोप आहेत हे माहित आहे: डायमंड, ग्रेफाइट आणि आकारहीन कार्बन.तथापि, गेल्या तीन दशकांत, शून्य-आयामी फुलरेन्स, एक-आयामी कार्बन नॅनोट्यूबपासून द्विमितीय ग्राफीनपर्यंत सतत शोधले गेले आहेत, नवीन कार्बन नॅनोमटेरियल जगाचे लक्ष वेधून घेत आहेत.कार्बन नॅनोमटेरियल्सचे त्यांच्या अवकाशीय परिमाणांवरील नॅनोस्केलच्या मर्यादांनुसार तीन श्रेणींमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: शून्य-आयामी, एक-आयामी आणि द्वि-आयामी कार्बन नॅनोमटेरियल.
0-आयामी नॅनोमटेरिअल्स म्हणजे नॅनो-कण, अणू क्लस्टर आणि क्वांटम डॉट्स यांसारख्या त्रिमितीय जागेत नॅनोमीटर स्केलमध्ये असलेल्या सामग्रीचा संदर्भ देते.ते सहसा अणू आणि रेणूंच्या लहान संख्येने बनलेले असतात.कार्बन ब्लॅक, नॅनो-डायमंड, नॅनो-फुलरीन C60, कार्बन-लेपित नॅनो-मेटल कण यांसारखे अनेक शून्य-आयामी कार्बन नॅनो-मटेरियल आहेत.

तितक्या लवकरC60शोधले गेले, रसायनशास्त्रज्ञांनी उत्प्रेरकाला त्यांच्या अर्जाची शक्यता शोधण्यास सुरुवात केली.सध्या, उत्प्रेरक सामग्रीच्या क्षेत्रात फुलरेन्स आणि त्यांचे डेरिव्हेटिव्ह्जमध्ये प्रामुख्याने खालील तीन पैलूंचा समावेश होतो:

(1) फुलरेन्स थेट उत्प्रेरक म्हणून;

(२) फुलरेन्स आणि त्यांचे डेरिव्हेटिव्ह एकसंध उत्प्रेरक म्हणून;

(३) विषम उत्प्रेरकांमध्ये फुलरेन्स आणि त्यांचे डेरिव्हेटिव्ह्जचा वापर.
कार्बन-लेपित नॅनो-मेटल कण हे शून्य-आयामी नॅनो-कार्बन-मेटल कंपोझिटचे नवीन प्रकार आहेत.कार्बन शेलच्या मर्यादेमुळे आणि संरक्षणात्मक प्रभावामुळे, धातूचे कण एका छोट्या जागेत बंदिस्त केले जाऊ शकतात आणि त्यात लेपित केलेले धातूचे नॅनो कण बाह्य वातावरणाच्या प्रभावाखाली स्थिरपणे अस्तित्वात असू शकतात.या नवीन प्रकारच्या शून्य-आयामी कार्बन-मेटल नॅनोमटेरियल्समध्ये अद्वितीय ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुणधर्म आहेत आणि वैद्यकीय, चुंबकीय रेकॉर्डिंग साहित्य, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शील्डिंग साहित्य, लिथियम बॅटरी इलेक्ट्रोड साहित्य आणि उत्प्रेरक सामग्रीमध्ये अनुप्रयोगांची विस्तृत श्रेणी आहे.

एक-आयामी कार्बन नॅनोमटेरियल्स म्हणजे इलेक्ट्रॉन मुक्तपणे फक्त एका नॅनोस्केल दिशेने फिरतात आणि गती रेषीय असते.एक-आयामी कार्बन सामग्रीचे वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिनिधी म्हणजे कार्बन नॅनोट्यूब, कार्बन नॅनोफायबर आणि यासारखे.दोघांमधील फरक फरक करण्यासाठी सामग्रीच्या व्यासावर आधारित असू शकतो, तसेच परिभाषित केल्या जाणार्‍या सामग्रीच्या ग्राफिटायझेशनच्या डिग्रीवर आधारित असू शकतो.सामग्रीच्या व्यासानुसार याचा अर्थ असा होतो की: 50nm पेक्षा कमी व्यासाचा D, अंतर्गत पोकळ रचना सामान्यत: कार्बन नॅनोट्यूब म्हणून ओळखली जाते आणि 50-200nm च्या श्रेणीतील व्यास, मुख्यतः मल्टी-लेयर ग्रेफाइट शीट कर्ल केलेले असते. कोणत्याही स्पष्ट पोकळ संरचनांना कार्बन नॅनोफायबर असे संबोधले जाते.

सामग्रीच्या ग्राफिटायझेशनच्या डिग्रीनुसार, व्याख्या ग्रेफिटायझेशन अधिक चांगले आहे, त्याचे अभिमुखता संदर्भित करते.ग्रेफाइटनळीच्या अक्षाच्या समांतर असलेल्या शीटला कार्बन नॅनोट्यूब म्हणतात, तर ग्राफिटायझेशनची डिग्री कमी असते किंवा ग्राफिटायझेशन संरचना नसते, ग्रेफाइट शीटची व्यवस्था अव्यवस्थित असते, मध्यभागी पोकळ रचना असलेली सामग्री आणि अगदीबहु-भिंती असलेल्या कार्बन नॅनोट्यूबसर्व कार्बन नॅनोफायबरमध्ये विभागलेले आहेत.अर्थात, कार्बन नॅनोट्यूब आणि कार्बन नॅनोफायबरमधील फरक विविध कागदपत्रांमध्ये स्पष्ट नाही.

आमच्या मते, कार्बन नॅनोमटेरियल्सच्या ग्राफिटायझेशनची डिग्री विचारात न घेता, आम्ही पोकळ संरचनेची उपस्थिती किंवा अनुपस्थिती यावर आधारित कार्बन नॅनोट्यूब आणि कार्बन नॅनोफायबर्समध्ये फरक करतो.म्हणजेच, पोकळ रचना परिभाषित करणारे एक-आयामी कार्बन नॅनोमटेरियल्स कार्बन नॅनोट्यूब आहेत ज्यात पोकळ रचना नाही किंवा पोकळ रचना स्पष्ट एक-आयामी कार्बन नॅनोमटेरियल कार्बन नॅनोफायबर्स नाही.
द्विमितीय कार्बन नॅनोमटेरियल्स: ग्राफीन हे द्विमितीय कार्बन नॅनोमटेरियल्सचे प्रतिनिधी आहे.अलिकडच्या वर्षांत ग्राफीनद्वारे दर्शविलेले द्विमितीय कार्यात्मक साहित्य खूप गरम आहे.ही तारा सामग्री यांत्रिकी, वीज, उष्णता आणि चुंबकत्वातील आश्चर्यकारक अद्वितीय गुणधर्म दर्शवते.संरचनात्मकदृष्ट्या, ग्राफीन हे मूलभूत एकक आहे जे इतर कार्बन सामग्री बनवते: ते शून्य-आयामी फुलरेन्सपर्यंत विकृत होते, कर्ल एक-आयामी कार्बन नॅनोट्यूबमध्ये बनते आणि त्रिमितीय ग्रेफाइटमध्ये स्टॅक करते.
सारांश, नॅनोसायन्स आणि तंत्रज्ञान संशोधनामध्ये कार्बन नॅनोमटेरिअल्स हा नेहमीच चर्चेचा विषय राहिला आहे आणि त्यांनी महत्त्वपूर्ण संशोधन प्रगती केली आहे.त्यांच्या अद्वितीय संरचनेमुळे आणि उत्कृष्ट भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांमुळे, कार्बन नॅनोमटेरियल्स लिथियम-आयन बॅटरी सामग्री, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सामग्री, उत्प्रेरक वाहक, रासायनिक आणि जैविक सेन्सर्स, हायड्रोजन स्टोरेज सामग्री आणि सुपरकॅपॅसिटर सामग्री आणि इतर चिंतेच्या बाबींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

China Hongwu Micro-Nano Technology Co., Ltd - नॅनो-कार्बन सामग्रीच्या औद्योगिकीकरणाचा अग्रदूत, औद्योगिक उत्पादनासाठी आणि जगातील आघाडीच्या गुणवत्तेच्या वापरासाठी कार्बन नॅनोट्यूब आणि इतर नॅनो-कार्बन सामग्रीची पहिली देशांतर्गत उत्पादक आहे, नॅनो-उत्पादन. कार्बन सामग्री जगभरात निर्यात केली गेली आहे, प्रतिसाद चांगला आहे.राष्ट्रीय विकास धोरण आणि मॉड्यूलर व्यवस्थापनाच्या आधारे, Hongwu Nano आपले ध्येय म्हणून ग्राहकांच्या वाजवी मागण्या पूर्ण करण्यासाठी, बाजारपेठाभिमुख, तंत्रज्ञानावर आधारित आहे आणि चीनच्या उत्पादन उद्योगाची ताकद वाढवण्यासाठी अविरत प्रयत्न करते.