कार्बन nanomaterials परिचय

लामो समयको लागि, मानिसहरूलाई थाहा छ कि त्यहाँ तीनवटा कार्बन एलोट्रोपहरू छन्: हीरा, ग्रेफाइट र अमोर्फस कार्बन।तर, विगत तीन दशकमा शून्य-आयामी फुलरेन्स, एक-आयामिक कार्बन नानोट्यूबदेखि दुई-आयामी ग्राफिनसम्म लगातार पत्ता लागेको छ, नयाँ कार्बन न्यानोमटेरियलहरूले विश्वको ध्यान आकर्षित गर्न जारी राखेको छ।कार्बन न्यानोमेटेरियलहरूलाई तिनीहरूको स्थानिय आयामहरूमा नानोस्केल अवरोधको डिग्री अनुसार तीन कोटिहरूमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ: शून्य-आयामी, एक-आयामिक र दुई-आयामी कार्बन न्यानोमेटेरियलहरू।
०-आयामी न्यानोमेटेरियलहरूले न्यानो-कणहरू, परमाणु क्लस्टरहरू र क्वान्टम डटहरू जस्ता त्रि-आयामी ठाउँमा नानोमिटर स्केलमा रहेका सामग्रीहरूलाई जनाउँछ।तिनीहरू सामान्यतया परमाणु र अणुहरूको सानो संख्याबाट बनेका हुन्छन्।त्यहाँ धेरै शून्य-आयामी कार्बन नैनो-सामग्रीहरू छन्, जस्तै कार्बन ब्ल्याक, न्यानो-डायमंड, नानो-फुलरीन C60, कार्बन-लेपित नानो-मेटल कणहरू।

जसरी नैC60पत्ता लगाइएको थियो, रसायनज्ञहरूले उत्प्रेरकमा उनीहरूको आवेदनको सम्भावना अन्वेषण गर्न थाले।वर्तमानमा, उत्प्रेरक सामग्रीको क्षेत्रमा फुलरेन्स र तिनीहरूका डेरिभेटिभहरूले मुख्य रूपमा निम्न तीन पक्षहरू समावेश गर्दछ:

(१) फुलरेन्स सीधा उत्प्रेरकको रूपमा;

(२) फुलरेन्स र तिनका व्युत्पन्नहरू एक समान उत्प्रेरकको रूपमा;

(३) विषम उत्प्रेरकहरूमा फुलरेन्स र तिनीहरूका व्युत्पन्नहरूको प्रयोग।
कार्बन-लेपित नानो-धातु कणहरू शून्य-आयामी न्यानो-कार्बन-मेटल कम्पोजिटको नयाँ प्रकार हुन्।कार्बन शेलको सीमितता र सुरक्षात्मक प्रभावको कारण, धातु कणहरू सानो ठाउँमा सीमित हुन सक्छ र त्यहाँ लेपित धातु न्यानो कणहरू बाह्य वातावरणको प्रभावमा स्थिर रूपमा अवस्थित हुन सक्छ।यो नयाँ प्रकारको शून्य-आयामी कार्बन-मेटल न्यानोमटेरियलहरूमा अद्वितीय ओप्टोइलेक्ट्रोनिक गुणहरू छन् र चिकित्सा, चुम्बकीय रेकर्डिङ सामग्री, विद्युत चुम्बकीय संरक्षण सामग्री, लिथियम ब्याट्री इलेक्ट्रोड सामग्री र उत्प्रेरक सामग्रीहरूमा अनुप्रयोगहरूको धेरै विस्तृत दायरा छ।

एक-आयामी कार्बन न्यानोमेटेरियल्स भनेको इलेक्ट्रोनहरू स्वतन्त्र रूपमा केवल एक गैर-नानोस्केल दिशामा सर्छन् र गति रैखिक हुन्छ।एक-आयामी कार्बन सामग्रीका विशिष्ट प्रतिनिधिहरू कार्बन नानोट्यूबहरू, कार्बन नानोफाइबरहरू र यस्तै हुन्।दुई बीचको भिन्नता भेद गर्न सामग्रीको व्यासमा आधारित हुन सक्छ, परिभाषित गर्नको लागि सामग्रीको ग्राफिटाइजेशनको डिग्रीमा पनि आधारित हुन सक्छ।सामग्रीको व्यास अनुसार यसको अर्थ: 50nm भन्दा कम व्यास D, आन्तरिक खोक्रो संरचनालाई सामान्यतया कार्बन नानोट्यूब भनिन्छ, र 50-200nm को दायरामा व्यास, प्राय: बहु-तह ग्रेफाइट पाना कर्ल्ड द्वारा, संग। कुनै स्पष्ट खोक्रो संरचनाहरू प्राय: कार्बन नानोफाइबरहरू भनिन्छ।

सामग्रीको ग्राफिटाइजेशनको डिग्री अनुसार, परिभाषाले ग्राफिटाइजेशन राम्रो छ, को अभिमुखीकरणग्रेफाइटट्युब अक्षको समानान्तर उन्मुख पानालाई कार्बन नानोट्यूब भनिन्छ, जबकि ग्रेफाइटाइजेशनको डिग्री कम हुन्छ वा ग्राफिटाइजेशन संरचना हुँदैन, ग्रेफाइट पानाको व्यवस्था अव्यवस्थित हुन्छ, बीचमा खोक्रो संरचना भएको सामग्री र पनि।बहु-पर्खाल कार्बन नैनोट्यूबसबै कार्बन nanofibers मा विभाजित छन्।निस्सन्देह, कार्बन नानोट्यूब र कार्बन नानोफाइबरहरू बीचको भिन्नता विभिन्न कागजातहरूमा स्पष्ट छैन।

हाम्रो विचारमा, कार्बन न्यानोमटेरियलहरूको ग्राफिटाइजेशनको डिग्रीलाई ध्यान नदिई, हामी खाली संरचनाको उपस्थिति वा अनुपस्थितिको आधारमा कार्बन नानोट्यूब र कार्बन नानोफाइबरहरू बीचको भिन्नता देख्छौं।त्यो हो, खोक्रो संरचना परिभाषित गर्ने एक-आयामी कार्बन न्यानोमेटेरियलहरू कार्बन नानोट्यूबहरू हुन् जसको कुनै खाली संरचना छैन वा खाली संरचना स्पष्ट एक-आयामी कार्बन न्यानोमेटेरियल कार्बन नानोफाइबरहरू होइनन्।
द्वि-आयामी कार्बन न्यानोमेटेरियल्स: ग्राफिन द्वि-आयामी कार्बन न्यानोमेटेरियलहरूको प्रतिनिधि हो।ग्राफिनले प्रतिनिधित्व गर्ने दुई-आयामी कार्यात्मक सामग्री हालका वर्षहरूमा धेरै तातो भएको छ।यो तारा सामग्रीले मेकानिक्स, बिजुली, ताप र चुम्बकत्वमा अद्भुत अद्वितीय गुणहरू देखाउँछ।संरचनात्मक रूपमा, ग्राफिन आधारभूत एकाइ हो जसले अन्य कार्बन सामग्रीहरू बनाउँछ: यसले शून्य-आयामी फुलरेनहरू, कर्लहरू एक-आयामी कार्बन नानोट्यूबमा, र त्रि-आयामी ग्रेफाइटमा स्ट्याक गर्दछ।
संक्षेपमा, कार्बन न्यानोमटेरियलहरू न्यानोसाइन्स र टेक्नोलोजी अनुसन्धानमा सधैं तातो विषय भएको छ र महत्त्वपूर्ण अनुसन्धान प्रगति गरेको छ।तिनीहरूको अद्वितीय संरचना र उत्कृष्ट भौतिक र रासायनिक गुणहरूको कारण, कार्बन न्यानोमटेरियलहरू लिथियम-आयन ब्याट्री सामग्री, अप्टोइलेक्ट्रोनिक सामग्री, उत्प्रेरक वाहकहरू, रासायनिक र जैविक सेन्सरहरू, हाइड्रोजन भण्डारण सामग्री र सुपर क्यापेसिटर सामग्रीहरू र चिन्ताका अन्य पक्षहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

चाइना होङ्वु माइक्रो-नानो टेक्नोलोजी कं, लिमिटेड - न्यानो-कार्बन सामग्रीको औद्योगिकीकरणको अग्रदूत, औद्योगिक उत्पादन र विश्वको अग्रणी गुणस्तरको प्रयोगको लागि कार्बन नानोट्यूब र अन्य न्यानो-कार्बन सामग्रीको पहिलो घरेलू निर्माता हो। कार्बन सामग्री विश्वभर निर्यात गरिएको छ, प्रतिक्रिया राम्रो छ।राष्ट्रिय विकास रणनीति र मोड्युलर व्यवस्थापनको आधारमा, Hongwu Nano आफ्नो मिशनको रूपमा ग्राहकहरूको उचित मागहरू पूरा गर्न बजार उन्मुख, प्रविधि-संचालित पालना गर्दछ, र चीनको उत्पादन उद्योगको बल बृद्धि गर्न निरन्तर प्रयासहरू गर्दछ।