Ogljikove nanocevkeso neverjetne stvari. Lahko so močnejši od jekla, medtem ko so tanjši od človeških las.

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

Lahko imajo tudi ključ za gradnjo materialov in struktur prihodnosti, kot so vesoljska dvigala.

Tu raziskujemo, kaj so, kako so in kakšne aplikacije imajo ponavadi. To ni mišljeno kot izčrpen vodnik in je namenjeno le kot hiter pregled.

Kaj soOgljikove nanocevkein njihove lastnosti?

Ogljikove nanocevke (na kratko CNT), kot že ime pove, so minutne cilindrične strukture, narejene iz ogljika. Toda ne le noben ogljik, CNT-jev sestavljen iz valjanih listov ene same plasti ogljikovih molekul, imenovanih grafen.

Ponavadi prihajata v dveh glavnih oblikah:

1. Enostenske ogljikove nanocevke(SWCNTS) - Te imajo premer manj kot 1 nm.

2. Več obzidane ogljikove nanocevke(MWCNT) - Te so sestavljene iz več koncentrično povezanih nanocevk in imajo premere, ki lahko dosežejo več kot 100 nm.

V obeh primerih imajo lahko CNT spremenljive dolžine med več mikrometri do centimetrov.

Ker so cevi izključno zgrajene iz grafena, imajo veliko njegovih zanimivih lastnosti. CNT so na primer vezani z vezmi SP2 - na molekularni ravni so izjemno močni.

Ogljikove nanocevke imajo tudi nagnjenost k vrvi prek van der Waals sil. To jim zagotavlja visoko trdnost in majhno težo. Običajno so zelo električno-prevodni in toplotno prevodni materiali.

"Posamezne CNT stene so lahko kovinske ali polprevodniške, odvisno od orientacije rešetke glede na osi cevi, ki 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 številne zanimive in raznolike aplikacije.

Dejansko je od leta 2013 po Wikipediji prek Science Direct proizvodnja ogljikovih nanocevk presegla nekaj tisoč ton na leto. Te nanocevke imajo veliko aplikacij, vključno z uporabo v:

• Rešitve za shranjevanje energije
• Modeliranje naprav
• Sestavljene strukture
• Avtomobilski deli, vključno s potencialno v avtomobilih vodikovih gorivnih celic
• Čoln trupi
• Športna oprema
• Vodni filtri
• Elektronika tankega filma
• Premazi
• Aktuatorji
• Elektromagnetno zaščito
• Tekstil
• Biomedicinske aplikacije, vključno z tkivnim inženiringom kosti in mišic, kemičnim dovajanjem, biosenzorji in še več

Kaj soVeč obzidane ogljikove nanocevke?

Kot smo že videli, so večnamenske ogljikove nanocevke tiste nanocevke, narejene iz več koncentrično medsebojnih nanocevk. Običajno imajo premer, ki lahko dosežejo več kot 100 nm.

Dolgo lahko dosežejo več kot več centimetrov in imajo ponavadi razmerja stranic, ki se gibljejo med 10 in 10 milijoni.

Nanocevke z več steni lahko vsebujejo med 6 in 25 ali več koncentričnih sten.

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

• Električni: MWNT so zelo prevodni, če so pravilno vključeni v sestavljeno strukturo. Treba je opozoriti, da se samo zunanja stena izvaja, notranje stene niso ključne za prevodnost.
• Morfologija: MWNT imajo visoko razmerje stranic, dolžine pa običajno več kot 100 -krat večji od premera, v nekaterih primerih pa veliko več. Njihova zmogljivost in uporaba ne temeljita ne le na razmerju stranic, temveč tudi na stopnji zapletanja in naravnosti cevi, kar je posledično funkcijo stopnje in dimenzije napak v cevi.
• Fizikalno: brez napak, posamezni, MWNT imajo odlično natezno trdnost in kadar so vgrajeni v kompozit, kot so termoplastične ali termoset spojine, lahko znatno povečajo svojo moč.