Kolananorörär otroliga saker. De kan vara starkare än stål medan de är tunnare än ett mänskligt hår.

De är också mycket stabila, lätta och har otroliga elektriska, termiska och mekaniska egenskaper. Av denna anledning har de potentialen för utveckling av många intressanta framtida material.

De kan också ha nyckeln till att bygga framtidens material och strukturer, till exempel rymdhissar.

Här undersöker vi vad de är, hur de görs och vilka applikationer de tenderar att ha. Detta är inte avsett att vara en uttömmande guide och är endast avsedd att användas som en snabb översikt.

Vad är detkolananoröroch deras egenskaper?

Kolananorör (CNT för kort), som namnet antyder, är små cylindriska strukturer tillverkade av kol. Men inte bara något kol, CNT: er består av rullade ark av ett enda skikt av kolmolekyler som kallas grafen.

De tenderar att komma i två huvudformer:

1. Enväggiga kolananorör(SWCNTS) - Dessa tenderar att ha en diameter på mindre än 1 nm.

2. Multi muromgärdade kolananorör(MWCNTS) - Dessa består av flera koncentriskt interlänkade nanorör och tenderar att ha diametrar som kan nå över 100 nm.

I båda fallen kan CNT: er ha variabla längder mellan flera mikrometer till centimeter.

Eftersom rören uteslutande byggs av grafen delar de många av dess intressanta egenskaper. CNT: er är till exempel bundna med SP2 -bindningar - dessa är extremt starka på molekylnivå.

Kolananorör har också en tendens att repa tillsammans via van der Waals -styrkor. Detta ger dem hög styrka och låg vikt. De tenderar också att vara mycket elektriskt ledande och termiskt ledande material.

"Enskilda CNT -väggar kan vara metalliska eller halvledande beroende på gitterets orientering med avseende på röraxeln, som kallas chiralitet."

Kolananorör har också andra fantastiska termiska och mekaniska egenskaper som gör dem attraktiva för att utveckla nya material.

Vad gör kolananorör?

Som vi redan har sett har kolananorör några mycket ovanliga egenskaper. På grund av detta har CNT: er många intressanta och varierande applikationer.

I själva verket, från och med 2013, enligt Wikipedia via Science Direct, överskred Carbon Nanotube -produktionen flera tusen ton per år. Dessa nanorör har många applikationer, inklusive användning i:

• Energilagringslösningar
• Enhetsmodellering
• Sammansatt struktur
• Bildelar, inklusive potentiellt i vätebränslecellbilar
• Båtskrov
• Sportartiklar
• Vattenfilter
• Tunnfilmelektronik
• Beläggningar
• Ställdon
• Elektromagnetisk skärmning
• Textilier
• Biomedicinska tillämpningar, inklusive vävnadsteknik av ben och muskler, kemisk leverans, biosensorer och mer

Vad är detMulti muromgärdade kolananorör?

Som vi redan har sett är flerväggade kolananorör de nanorör som är gjorda av flera koncentriskt sammanlänkade nanorör. De tenderar att ha diametrar som kan nå över 100 nm.

De kan nå mer än centimeter i längd och tenderar att ha bildförhållanden som varierar mellan 10 och 10 miljoner.

Flerväggade nanorör kan innehålla mellan 6 och 25 eller mer koncentriska väggar.

MWCNTS har några utmärkta egenskaper som kan utnyttjas i ett stort antal kommersiella applikationer. Dessa inkluderar:

• Elektriska: MWNT: er är mycket ledande när de är korrekt integrerade i en sammansatt struktur. Det bör noteras att ytterväggen ensam leder, de inre väggarna är inte instrumentella för konduktivitet.
• Morfologi: MWNTS har ett högt bildförhållande, med längder vanligtvis mer än 100 gånger diametern och i vissa fall mycket högre. Deras prestanda och tillämpning är inte bara baserade på bildförhållandet, utan också på graden av intrassling och rakheten i rören, som i sin tur är en funktion av både graden och dimensionen av defekter i rören.
• Fysisk: defektfria, individuella, MWNT: er har utmärkt draghållfasthet och när de integreras i en komposit, såsom en termoplastisk eller termosetföreningar, kan öka dess styrka avsevärt.