Koolstofnanobuisjeszijn ongelooflijke dingen. Ze kunnen sterker zijn dan staal terwijl ze dunner zijn dan een menselijk haar.

Ze zijn ook zeer stabiel, lichtgewicht en hebben ongelooflijke elektrische, thermische en mechanische eigenschappen. Om deze reden hebben ze het potentieel voor de ontwikkeling van vele interessante toekomstige materialen.

Ze kunnen ook de sleutel hebben tot het bouwen van de materialen en structuren van de toekomst, zoals ruimteliften.

Hier onderzoeken we wat ze zijn, hoe ze worden gemaakt en welke toepassingen ze meestal hebben. Dit is niet bedoeld als een uitputtende gids en is alleen bedoeld om te worden gebruikt als een snel overzicht.

Wat zijnkoolstofnanobuisjesEn hun eigenschappen?

Koolstofnanobuisjes (kortweg CNT's), zoals de naam al doet vermoeden, zijn kleine cilindrische structuren gemaakt van koolstof. Maar niet zomaar koolstof, CNT's bestaan ​​uit opgerolde vellen van een enkele laag koolstofmoleculen genaamd grafeen.

Ze komen meestal in twee hoofdvormen:

1. Singlewandige koolstofnanobuisjes(SWCNTS) - Deze hebben meestal een diameter van minder dan 1 nm.

2. Multi -ommuurde koolstofnanobuisjes(MWCNTS) - Deze bestaan ​​uit verschillende concentrisch interlinke nanobuisjes en hebben de neiging om diameters te hebben die meer dan 100 nm kunnen bereiken.

In beide gevallen kunnen CNT's variabele lengtes hebben tussen verschillende micrometers tot centimeters.

Omdat de buizen uitsluitend zijn gebouwd van grafeen, delen ze veel van zijn interessante eigenschappen. CNT's zijn bijvoorbeeld verbonden met SP2 -bindingen - deze zijn extreem sterk op moleculair niveau.

Koolstofnanobuisjes hebben ook de neiging om samen te touwen via van der Waals -krachten. Dit biedt hen een hoge sterkte en een laag gewicht. Ze zijn ook meestal zeer elektrisch-geleidende en thermisch-geleidende materialen.

"Individuele CNT -wanden kunnen metaalachtig of halfgolig zijn, afhankelijk van de oriëntatie van het rooster ten opzichte van de buisas, die chiraliteit wordt genoemd."

Koolstofnanobuisjes hebben ook andere verbazingwekkende thermische en mechanische eigenschappen die ze aantrekkelijk maken voor het ontwikkelen van nieuwe materialen.

Wat doen koolstofnanobuisjes?

Zoals we al hebben gezien, hebben koolstofnanobuisjes een aantal zeer ongebruikelijke eigenschappen. Daarom hebben CNT's veel interessante en gevarieerde toepassingen.

Volgens Wikipedia via Science Direct bedroeg de productie van koolstofnanobuis volgens Wikipedia zelfs enkele duizenden ton per jaar. Deze nanobuisjes hebben veel toepassingen, waaronder gebruik in:

• Energieopslagoplossingen
• Apparaatmodellering
• Samengestelde structuren
• Auto -onderdelen, inclusief mogelijk in waterstofbrandstofcelauto's
• Boat Hulls
• Sportgoederen
• Waterfilters
• Dunne-film elektronica
• Coatings
• Actuators
• Elektromagnetische afscherming
• Textiel
• Biomedische toepassingen, waaronder weefseltechniek van bot en spier, chemische afgifte, biosensoren en meer

Wat zijnMulti -ommuurde koolstofnanobuisjes?

Zoals we al hebben gezien, zijn meerwandige koolstofnanobuisjes die nanobuisjes gemaakt van verschillende concentrisch onderling verbonden nanobuisjes. Ze hebben de neiging om diameters te hebben die meer dan 100 nm kunnen bereiken.

Ze kunnen meer dan centimeters lang bereiken en hebben de neiging om beeldverhoudingen te hebben die variëren tussen 10 en 10 miljoen.

Nanobuisjes met meerdere muren kunnen tussen 6 en 25 of meer concentrische muren bevatten.

MWCNT's hebben een aantal uitstekende eigenschappen die kunnen worden benut in een groot aantal commerciële toepassingen. Deze omvatten:

• Elektrisch: MWNT's zijn zeer geleidend wanneer ze correct worden geïntegreerd in een samengestelde structuur. Opgemerkt moet worden dat alleen de buitenmuur zich leidt, de binnenmuren zijn niet van groot belang voor de geleidbaarheid.
• Morfologie: MWNT's hebben een hoge beeldverhouding, met lengtes typisch meer dan 100 keer de diameter, en in bepaalde gevallen veel hoger. Hun prestaties en toepassing zijn niet alleen gebaseerd op de beeldverhouding, maar ook op de mate van verstrengeling en de rechtheid van de buizen, die op zijn beurt een functie is van zowel de graad als de dimensie van defecten in de buizen.
• Fysiek: Defectvrij, individuele, MWNT's hebben een uitstekende treksterkte en wanneer geïntegreerd in een composiet, zoals een thermoplastische of thermohardende verbindingen, kan de sterkte aanzienlijk verhogen.