Ogljikove nanocevkeso neverjetne stvari.Lahko so močnejši od jekla, medtem ko so tanjši od človeškega lasu.

Prav tako so zelo stabilni, lahki in imajo neverjetne električne, toplotne in mehanske lastnosti.Zaradi tega imajo potencial za razvoj številnih zanimivih prihodnjih materialov.

Morda imajo tudi ključ do gradnje materialov in struktur prihodnosti, kot so vesoljska dvigala.

Tukaj raziskujemo, kaj so, kako so narejeni in kakšne aplikacije imajo.To ni mišljeno kot izčrpen vodnik in je namenjen le uporabi kot hiter pregled.

Kaj soogljikove nanocevkein njihove lastnosti?

Ogljikove nanocevke (kratko CNT), kot pove že ime, so majhne cilindrične strukture, narejene iz ogljika.A ne kateri koli ogljik, CNT so sestavljeni iz zvitih listov ene plasti molekul ogljika, imenovanih grafen.

Ponavadi so v dveh glavnih oblikah:

1. Enostenske ogljikove nanocevke(SWCNT) – ti imajo običajno premer manj kot 1 nm.

2. Večstenske ogljikove nanocevke(MWCNT) – Te so sestavljene iz več koncentrično povezanih nanocevk in imajo običajno premer, ki lahko preseže 100 nm.

V obeh primerih imajo lahko CNT spremenljive dolžine od nekaj mikrometrov do centimetrov.

Ker so cevi izdelane izključno iz grafena, imajo skupne številne njegove zanimive lastnosti.CNT-ji so na primer povezani s sp2 vezmi – te so izjemno močne na molekularni ravni.

Ogljikove nanocevke so tudi nagnjene k povezovanju skupaj s pomočjo van der Waalsovih sil.To jim zagotavlja visoko trdnost in majhno težo.Običajno so tudi zelo električno prevodni in toplotno prevodni materiali.

"Posamezne stene CNT so lahko kovinske ali polprevodne, odvisno od orientacije rešetke glede na os cevi, kar se imenuje kiralnost."

Ogljikove nanocevke imajo tudi druge neverjetne toplotne in mehanske lastnosti, zaradi katerih so privlačne za razvoj novih materialov.

Kaj počnejo ogljikove nanocevke?

Kot smo že videli, imajo ogljikove nanocevke nekaj zelo nenavadnih lastnosti.Zaradi tega imajo CNT veliko zanimivih in raznolikih aplikacij.

Pravzaprav je od leta 2013, glede na Wikipedijo prek Science Direct, proizvodnja ogljikovih nanocevk presegla več tisoč ton na leto.Te nanocevke imajo veliko aplikacij, vključno z uporabo v:

• Rešitve za shranjevanje energije
• Modeliranje naprav
• Kompozitne strukture
• Avtomobilski deli, vključno z morebitnimi avtomobili na vodikove gorivne celice
• Trupi čolnov
• Športna oprema
• Vodni filtri
• Tankoslojna elektronika
• Premazi
• Aktuatorji
• Elektromagnetna zaščita
• Tekstil
• Biomedicinske aplikacije, vključno s tkivnim inženiringom kosti in mišic, dostavo kemikalij, biosenzorji in več

Kaj sovečstenske ogljikove nanocevke?

Kot smo že videli, so večstenske ogljikove nanocevke tiste nanocevke, ki so narejene iz več koncentrično povezanih nanocevk.Ponavadi imajo premer, ki lahko doseže več kot 100 nm.

Lahko dosežejo več kot centimetre v dolžino in imajo običajno razmerje stranic med 10 in 10 milijoni.

Večstenske nanocevke lahko vsebujejo od 6 do 25 ali več koncentričnih sten.

MWCNT imajo nekaj odličnih lastnosti, ki jih je mogoče izkoristiti v velikem številu komercialnih aplikacij.Tej vključujejo :

• Električni: MWNT so visoko prevodni, če so pravilno integrirani v kompozitno strukturo.Upoštevati je treba, da je samo zunanja stena prevodna, notranje stene pa ne prispevajo k prevodnosti.
• Morfologija: MWNT imajo visoko razmerje stranic, z dolžinami, ki so običajno več kot 100-krat večje od premera in v nekaterih primerih veliko višje.Njihova učinkovitost in uporaba ne temeljita samo na razmerju stranic, ampak tudi na stopnji prepletenosti in ravnosti cevi, kar je nato funkcija stopnje in velikosti napak v cevi.
• Fizično: Posamezni MWNT brez napak imajo odlično natezno trdnost in, če so integrirani v kompozit, kot je termoplast ali duroplast, lahko znatno povečajo svojo trdnost.