Karbon nanorører utrolige ting.De kan være sterkere enn stål samtidig som de er tynnere enn et menneskehår.

De er også svært stabile, lette og har utrolige elektriske, termiske og mekaniske egenskaper.Av denne grunn har de potensialet for utvikling av mange interessante fremtidige materialer.

De kan også ha nøkkelen til å bygge fremtidens materialer og strukturer, for eksempel romheiser.

Her utforsker vi hva de er, hvordan de er laget og hvilke applikasjoner de pleier å ha.Dette er ikke ment å være en uttømmende veiledning og er kun ment å brukes som en rask oversikt.

Hva erkarbon nanorørog deres egenskaper?

Karbon nanorør (CNTs for korte), som navnet antyder, er små sylindriske strukturer laget av karbon.Men ikke hvilket som helst karbon, CNT-er består av sammenrullede ark av et enkelt lag med karbonmolekyler kalt grafen.

De har en tendens til å komme i to hovedformer:

1. Enkelveggede karbon nanorør(SWCNTs) - Disse har en tendens til å ha en diameter på mindre enn 1 nm.

2. Flerveggede karbon nanorør(MWCNTs) - Disse består av flere konsentrisk sammenkoblede nanorør og har en tendens til å ha diametre som kan nå over 100 nm.

I begge tilfeller kan CNT-er ha variable lengder fra mellom flere mikrometer til centimeter.

Siden rørene utelukkende er bygget av grafen, deler de mange av dets interessante egenskaper.CNT-er, for eksempel, er bundet med sp2-bindinger - disse er ekstremt sterke på molekylært nivå.

Karbon nanorør har også en tendens til å tau sammen via van der Waals-krefter.Dette gir dem høy styrke og lav vekt.De har også en tendens til å være svært elektrisk ledende og termisk ledende materialer.

"Individuelle CNT-vegger kan være metalliske eller halvledende avhengig av gitterets orientering i forhold til røraksen, som kalles chiralitet."

Karbonnanorør har også andre fantastiske termiske og mekaniske egenskaper som gjør dem attraktive for utvikling av nye materialer.

Hva gjør karbon nanorør?

Som vi allerede har sett, har karbon nanorør noen svært uvanlige egenskaper.På grunn av dette har CNT-er mange interessante og varierte applikasjoner.

Faktisk, fra og med 2013, ifølge Wikipedia via Science Direct, oversteg produksjonen av karbon nanorør flere tusen tonn per år.Disse nanorørene har mange bruksområder, inkludert bruk i:

• Energilagringsløsninger
• Enhetsmodellering
• Sammensatte strukturer
• Bildeler, inkludert potensielt i hydrogen brenselcellebiler
• Båtskrog
• Sportsutstyr
• Vannfiltre
• Tynnfilm elektronikk
• Belegg
• Aktuatorer
• Elektromagnetisk skjerming
• Tekstiler
• Biomedisinske applikasjoner, inkludert vevsutvikling av bein og muskler, kjemisk levering, biosensorer og mer

Hva erflerveggede karbon nanorør?

Som vi allerede har sett, er flerveggede karbon nanorør de nanorørene laget av flere konsentrisk sammenkoblede nanorør.De har en tendens til å ha diametre som kan nå over 100 nm.

De kan nå over centimeter i lengde og har en tendens til å ha sideforhold som varierer mellom 10 og 10 millioner.

Flerveggede nanorør kan inneholde mellom 6 og 25 eller flere konsentriske vegger.

MWCNT-er har noen utmerkede egenskaper som kan utnyttes i et stort antall kommersielle applikasjoner.Disse inkluderer :

• Elektrisk: MWNT-er er svært ledende når de er riktig integrert i en komposittstruktur.Det skal bemerkes at ytterveggen alene er ledende, de indre veggene er ikke medvirkende til ledningsevnen.
• Morfologi: MWNT-er har et høyt sideforhold, med lengder vanligvis mer enn 100 ganger diameteren, og i visse tilfeller mye høyere.Deres ytelse og anvendelse er ikke bare basert på sideforhold, men også på graden av sammenfiltring og rettheten til rørene, som igjen er en funksjon av både graden og dimensjonen av defekter i rørene.
• Fysisk: Defektfrie, individuelle, MWNT-er har utmerket strekkstyrke, og når de er integrert i en kompositt, for eksempel en termoplast eller herdeplastblanding, kan den øke styrken betydelig.