Углеродные нанотрубкиэто невероятные вещи.Они могут быть прочнее стали, но тоньше человеческого волоса.

Они также очень стабильны, легки и обладают невероятными электрическими, термическими и механическими свойствами.По этой причине они обладают потенциалом для разработки многих интересных материалов будущего.

Они также могут стать ключом к созданию материалов и конструкций будущего, таких как космические лифты.

Здесь мы исследуем, что они из себя представляют, как они изготавливаются и для каких целей они обычно используются.Это не претендует на то, чтобы быть исчерпывающим руководством и предназначено только для использования в качестве краткого обзора.

Чтоуглеродные нанотрубкии их свойства?

Углеродные нанотрубки (сокращенно УНТ), как следует из названия, представляют собой мельчайшие цилиндрические структуры, сделанные из углерода.Но не просто углерод, УНТ состоят из скрученных листов одного слоя молекул углерода, называемых графеном.

Обычно они бывают двух основных форм:

1. Одностенные углеродные нанотрубки(ОУНТ) - они, как правило, имеют диаметр менее 1 нм.

2. Многостенные углеродные нанотрубки(МУНТ) - они состоят из нескольких концентрически связанных между собой нанотрубок и, как правило, имеют диаметр, который может достигать более 100 нм.

В любом случае УНТ могут иметь переменную длину от нескольких микрометров до сантиметров.

Поскольку трубки сделаны исключительно из графена, они обладают многими его интересными свойствами.УНТ, например, связаны sp2-связями — они чрезвычайно прочны на молекулярном уровне.

Углеродные нанотрубки также имеют тенденцию связываться друг с другом за счет сил Ван-дер-Ваальса.Это обеспечивает им высокую прочность и малый вес.Они также имеют тенденцию быть высокоэлектропроводными и теплопроводными материалами.

«Отдельные стенки УНТ могут быть металлическими или полупроводниковыми в зависимости от ориентации решетки относительно оси трубки, что называется хиральностью».

Углеродные нанотрубки также обладают другими удивительными термическими и механическими свойствами, которые делают их привлекательными для разработки новых материалов.

Что делают углеродные нанотрубки?

Как мы уже видели, углеродные нанотрубки обладают очень необычными свойствами.Благодаря этому УНТ имеют множество интересных и разнообразных применений.

Фактически, по состоянию на 2013 год, согласно Википедии через Science Direct, производство углеродных нанотрубок превысило несколько тысяч тонн в год.Эти нанотрубки имеют множество применений, включая использование в:

• Решения для хранения энергии
• Моделирование устройства
• Композитные конструкции
• Автомобильные детали, в том числе потенциально в автомобилях на водородных топливных элементах
• Корпуса лодок
• Спортивные товары
• Фильтры для воды
• Тонкопленочная электроника
• Покрытия
• Приводы
• Электромагнитное экранирование
• Текстиль
• Биомедицинские приложения, включая тканевую инженерию костей и мышц, доставку химических веществ, биосенсоры и многое другое.

Чтомногослойные углеродные нанотрубки?

Как мы уже видели, многостенные углеродные нанотрубки — это нанотрубки, состоящие из нескольких концентрически связанных между собой нанотрубок.Они, как правило, имеют диаметр, который может достигать более 100 нм.

Они могут достигать более сантиметров в длину и, как правило, имеют соотношение сторон, которое варьируется от 10 до 10 миллионов.

Многослойные нанотрубки могут содержать от 6 до 25 и более концентрических стенок.

МУНТ обладают некоторыми превосходными свойствами, которые можно использовать в большом количестве коммерческих приложений.К ним относятся :

• Электрические: МУНТ обладают высокой проводимостью при правильной интеграции в составную структуру.Следует отметить, что только наружная стенка является проводящей, внутренние стенки не способствуют проводимости.
• Морфология: МУНТ имеют высокое соотношение сторон, их длина обычно более чем в 100 раз превышает диаметр, а в некоторых случаях намного больше.Их характеристики и применение основаны не только на соотношении сторон, но также на степени запутывания и прямолинейности трубок, что, в свою очередь, зависит как от степени, так и от размеров дефектов трубок.
• Физические: Бездефектные, отдельные МУНТ обладают отличной прочностью на растяжение и при интеграции в композит, такой как термопласт или термореактивные соединения, могут значительно увеличить его прочность.