Nanorurki węgloweto niesamowite rzeczy. Mogą być silniejsze niż stal, a jednocześnie cieńsze niż ludzkie włosy.

Są również wysoce stabilne, lekkie i mają niesamowite właściwości elektryczne, termiczne i mechaniczne. Z tego powodu mają potencjał rozwoju wielu interesujących przyszłych materiałów.

Mogą również mieć klucz do budowania materiałów i struktur przyszłości, takich jak windy kosmiczne.

Tutaj badamy, jakie są, jak są składane i jakie zastosowania mają tendencję do. Nie ma to być wyczerpujący przewodnik i ma być używany jedynie jako szybki przegląd.

Co to jestNanorurki węgloweA ich właściwości?

Nanorurki węglowe (w skrócie CNT), jak sama nazwa wskazuje, to drobne cylindryczne struktury wykonane z węgla. Ale nie tylko węgiel, CNT składają się z zwiniętych arkuszy pojedynczej warstwy cząsteczek węgla zwanych grafenem.

Zwykle występują w dwóch głównych formach:

1. Jednościenne nanorurki węglowe(SWCNT) - mają tendencję do średnicy mniejszej niż 1 nm.

2. Wieloammorodowe nanorurki węglowe(MWCNT) - składają się one z kilku połączonych koncentrycznie nanorurek i mają tendencję do osiągnięcia średnic, które mogą osiągnąć przekraczanie 100 nm.

W obu przypadkach CNT mogą mieć zmienne długości od kilku mikrometrów do centymetrów.

Ponieważ rury są budowane wyłącznie z grafenu, dzielą wiele jego interesujących właściwości. Na przykład CNT są związane z wiązaniami SP2 - są one wyjątkowo silne na poziomie molekularnym.

Nanorurki węglowe mają również tendencję do łączenia się przez siły van der Waalsa. Zapewnia to wysoką wytrzymałość i niską wagę. Zwykle są one wysoce elektrycznie kształtujące i termicznie kazania.

„Poszczególne ściany CNT mogą być metaliczne lub półprzewodnikowe w zależności od orientacji sieci w odniesieniu do osi rurki, która nazywa się chiralność”.

Nanorurki węglowe mają również inne niesamowite właściwości termiczne i mechaniczne, które czynią je atrakcyjnymi do opracowywania nowych materiałów.

Co robią nanorurki węglowe?

Jak już widzieliśmy, nanorurki węglowe mają bardzo nietypowe właściwości. Z tego powodu CNT mają wiele interesujących i różnorodnych aplikacji.

W rzeczywistości w 2013 r., Według Wikipedii za pośrednictwem Science Direct, produkcja nanorurki węglowej przekroczyła kilka tysięcy ton rocznie. Te nanorurki mają wiele aplikacji, w tym zastosowanie w:

• Rozwiązania magazynowania energii
• Modelowanie urządzeń
• Struktury kompozytowe
• Części samochodowe, w tym potencjalnie w samochodach wodorowych ogniw paliwowych
• Kadłuby łodzi
• Towary sportowe
• Filtry wody
• Cienka elektronika
• Powłoki
• Siłowniki
• Oszczędność elektromagnetyczna
• Tekstylia
• Zastosowania biomedyczne, w tym inżynieria tkanek kości i mięśni, dostarczanie chemiczne, bioczujniki i inne

Co to jestwieloammorodowe nanorurki węglowe?

Jak już widzieliśmy, wielobarte nanorurki węglowe to te nanorurki wykonane z kilku koncentrycznie powiązanych nanorurek. Mają zwykle średnice, które mogą osiągnąć ponad 100 nm.

Mogą osiągnąć ponad centymetry i mają zwykle współczynniki kształtu, które wahają się od 10 do 10 milionów.

Nanorurki wielościenne mogą zawierać od 6 do 25 lub więcej koncentrycznych ścian.

MWCNT mają doskonałe właściwości, które można wykorzystać w dużej liczbie komercyjnych aplikacji. Należą do nich:

• Elektryczne: MWNT są wysoce przewodzące, gdy są odpowiednio zintegrowane z konstrukcją kompozytową. Należy zauważyć, że sama ściana zewnętrzna prowadzi, wewnętrzne ściany nie są przyczyną przewodności.
• Morfologia: MWNT mają wysoki współczynnik kształtu, o długości zwykle ponad 100 -krotności średnicy, aw niektórych przypadkach znacznie wyższych. Ich wydajność i zastosowanie opierają się nie tylko na współczynniku kształtu, ale także na stopniu splątania i prostości rur, co z kolei jest funkcją zarówno stopnia, jak i wymiaru wad w probówkach.
• Fizyczne: wolne od defektów, indywidualne, MWNT mają doskonałą wytrzymałość na rozciąganie i po zintegrowaniu z kompozytem, ​​takim jak związki termoplastyczne lub termosetowe, mogą znacznie zwiększyć jego wytrzymałość.