Углеродные нанотрубкиневероятные вещи. Они могут быть сильнее стали, будучи тоньше человеческих волос.

Они также очень стабильны, легки и имеют невероятные электрические, тепловые и механические свойства. По этой причине они обладают потенциалом для разработки многих интересных будущих материалов.

Они также могут держать ключ к созданию материалов и конструкций будущего, таких как космические лифты.

Здесь мы исследуем, что они есть, как они делают и какие приложения они имеют. Это не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим руководством и предназначено только для использования в качестве быстрого обзора.

Что такоеуглеродные нанотрубкиА их свойства?

Углеродные нанотрубки (КНТ для краткости), как следует из названия, представляют собой мельчайшие цилиндрические структуры, изготовленные из углерода. Но не просто углерод, CNT состоят из свернутых листов одного слоя молекул углерода, называемых графеном.

Они склонны приходить в две основные формы:

1. Одностенные углеродные нанотрубки(SWCNT) - Они имеют тенденцию иметь диаметр менее 1 нм.

2. Многостенные углеродные нанотрубки(MWCNTS) - Они состоят из нескольких концентрически взаимосвязанных нанотрубок и имеют тенденцию иметь диаметры, которые могут достигать более 100 нм.

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

Поскольку трубки построены исключительно из графена, они разделяют многие из его интересных свойств. Например, УНТ связаны с связями SP2 - они чрезвычайно сильны на молекулярном уровне.

Углеродные нанотрубки также имеют тенденцию к объединению с помощью сил Ван -дер -Ваальса. Это обеспечивает им высокую прочность и низкий вес. Они также имеют тенденцию быть высокопроводящими и теплопроводящими материалами.

«Отдельные стены CNT могут быть металлическими или полупроводниковыми в зависимости от ориентации решетки относительно оси трубки, которая называется хиральностью».

Углеродные нанотрубки также имеют другие удивительные тепловые и механические свойства, которые делают их привлекательными для разработки новых материалов.

Что делают углеродные нанотрубки?

Как мы уже видели, углеродные нанотрубки обладают очень необычными свойствами. Из -за этого УНТ имеют много интересных и разнообразных приложений.

Фактически, по состоянию на 2013 год, по данным Википедии через Science Direct, производство углеродных нанотрубков превышало несколько тысяч тонн в год. Эти нанотрубки имеют много приложений, включая использование в:

• Решения для хранения энергии
• Моделирование устройства
• Составные структуры
• Автомобильные детали, в том числе потенциально в автомобилях водородных топливных элементов
• Корпус лодки
• Спортивные товары
• Водные фильтры
• Тонкая фильма электроника
• Покрытия
• Приводы
• Электромагнитное экранирование
• Текстиль
• Биомедицинские применения, в том числе тканевая инженерия костей и мышц, химическая доставка, биосенсоры и многое другое

Что такоемногостенные углеродные нанотрубки?

Как мы уже видели, многослойные углеродные нанотрубки - это те нанотрубки, изготовленные из нескольких концентрически взаимосвязанных нанотрубок. Они имеют тенденцию иметь диаметры, которые могут достигать более 100 нм.

Они могут достигать более высоких сантиметров в длину и имеют тенденцию иметь соотношения сторон, которые варьируются от 10 до 10 миллионов.

Многостенные нанотрубки могут содержать от 6 до 25 или более концентрических стен.

MWCNT обладают некоторыми отличными свойствами, которые можно использовать в большом количестве коммерческих применений. К ним относятся:

• Электрические: MWNT очень проводят при правильной интеграции в композитную структуру. Следует отметить, что только внешняя стена проводит, внутренние стены не являются важными для проводимости.
• Морфология: MWNT имеют высокое соотношение сторон, с длиной, как правило, более 100 раз превышает диаметр, а в некоторых случаях намного выше. Их производительность и применение основаны не только на соотношении сторон, но и на степени запутывания и прямолинейности труб, что, в свою очередь, является функцией как степени, так и измерения дефектов в трубах.
• Физическое: без дефектов, индивидуальные, MWNT имеют превосходную прочность на растяжение, и при интеграции в композит, такой как термопластичные или терморезовые соединения, могут значительно увеличить ее прочность.