Kolnanorörär otroliga saker.De kan vara starkare än stål samtidigt som de är tunnare än ett människohår.

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, som rymdhissar.

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

Vad ärkolnanoröroch deras egenskaper?

Kolnanorör (CNTs för kort), som namnet antyder, är små cylindriska strukturer gjorda av kol.Men inte vilket kol som helst, CNT består av upprullade ark av ett enda lager av kolmolekyler som kallas grafen.

De tenderar att komma i två huvudformer:

1. Enkelväggiga kolnanorör(SWCNT) - Dessa tenderar att ha en diameter på mindre än 1 nm.

2. Flerväggiga kolnanorör(MWCNT) - Dessa består av flera koncentriskt sammanlänkade nanorör och tenderar att ha diametrar som kan nå över 100 nm.

I båda fallen kan CNTs ha varierande längder från mellan flera mikrometer till centimeter.

Eftersom rören uteslutande är byggda av grafen delar de många av dess intressanta egenskaper.CNT, till exempel, är bundna med sp2-bindningar - dessa är extremt starka på molekylär nivå.

Kolnanorör har också en tendens att repa ihop sig via van der Waals krafter.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 orienteringen av gittret med avseende på röraxeln, vilket kallas kiralitet."

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

Vad gör kolnanorör?

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

Faktum är att från och med 2013, enligt Wikipedia via Science Direct, översteg produktionen av kolnanorör flera tusen ton per år.Dessa nanorör har många applikationer, inklusive användning i:

• Energilagringslösningar
• Enhetsmodellering
• Sammansatta strukturer
• Bildelar, inklusive potentiellt i vätgasbränslecellsbilar
• Båtskrov
• Sportartiklar
• Vattenfilter
• Tunnfilmselektronik
• Beläggningar
• Ställdon
• Elektromagnetisk skärmning
• Textilier
• Biomedicinska tillämpningar, inklusive vävnadsteknik av ben och muskler, kemisk leverans, biosensorer och mer

Vad ärflerväggiga kolnanorör?

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

De kan bli mer än centimeter långa och tenderar att ha bildförhållanden som varierar mellan 10 och 10 miljoner.

Flerväggiga nanorör kan innehålla mellan 6 och 25 eller fler koncentriska väggar.

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

• Elektrisk: MWNT:er är mycket ledande när de är korrekt integrerade i en sammansatt struktur.Det bör noteras att den yttre väggen ensam är ledande, de inre väggarna är inte instrumentella för konduktiviteten.
• Morfologi: MWNTs har ett högt bildförhållande, med längder som vanligtvis är mer än 100 gånger diametern, och i vissa fall mycket högre.Deras prestanda och tillämpning baseras inte bara på bildförhållande, utan också på graden av intrassling och rakheten hos rören, vilket i sin tur är en funktion av både graden och dimensionen av defekter i rören.
• Fysisk: Defektfria, individuella, MWNTs har utmärkt draghållfasthet och kan, när de integreras i en komposit, såsom en termoplast eller härdplastföreningar, öka dess hållfasthet avsevärt.