కార్బన్ సూక్ష్మ పదార్ధాల పరిచయం

వజ్రం, గ్రాఫైట్ మరియు నిరాకార కార్బన్ అనే మూడు కార్బన్ అలోట్రోప్‌లు ఉన్నాయని చాలా కాలంగా ప్రజలకు తెలుసు.అయితే, గత మూడు దశాబ్దాలుగా, జీరో డైమెన్షనల్ ఫుల్లెరెన్‌లు, వన్ డైమెన్షనల్ కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు, టూ డైమెన్షనల్ గ్రాఫేన్ వరకు నిరంతరం కనుగొనబడుతున్నాయి, కొత్త కార్బన్ సూక్ష్మ పదార్ధాలు ప్రపంచం దృష్టిని ఆకర్షిస్తూనే ఉన్నాయి.కార్బన్ సూక్ష్మ పదార్ధాలను వాటి ప్రాదేశిక పరిమాణాలపై నానోస్కేల్ పరిమితిని బట్టి మూడు వర్గాలుగా వర్గీకరించవచ్చు: సున్నా-డైమెన్షనల్, వన్-డైమెన్షనల్ మరియు టూ-డైమెన్షనల్ కార్బన్ నానోమెటీరియల్స్.
0-డైమెన్షనల్ నానోమెటీరియల్స్ నానో-పార్టికల్స్, అటామిక్ క్లస్టర్‌లు మరియు క్వాంటం డాట్‌లు వంటి త్రిమితీయ ప్రదేశంలో నానోమీటర్ స్కేల్‌లో ఉండే పదార్థాలను సూచిస్తాయి.అవి సాధారణంగా తక్కువ సంఖ్యలో అణువులు మరియు అణువులతో కూడి ఉంటాయి.కార్బన్ బ్లాక్, నానో-డైమండ్, నానో-ఫుల్లెరిన్ C60, కార్బన్-కోటెడ్ నానో-మెటల్ పార్టికల్స్ వంటి అనేక జీరో-డైమెన్షనల్ కార్బన్ నానో-మెటీరియల్స్ ఉన్నాయి.

వెంటనేC60కనుగొనబడింది, రసాయన శాస్త్రవేత్తలు ఉత్ప్రేరకం వారి అప్లికేషన్ యొక్క అవకాశాన్ని అన్వేషించడం ప్రారంభించారు.ప్రస్తుతం, ఉత్ప్రేరక పదార్థాల రంగంలో ఫుల్లెరెన్‌లు మరియు వాటి ఉత్పన్నాలు ప్రధానంగా క్రింది మూడు అంశాలను కలిగి ఉన్నాయి:

(1) ఫుల్లెరెన్‌లు నేరుగా ఉత్ప్రేరకం వలె;

(2) ఒక సజాతీయ ఉత్ప్రేరకం వలె ఫుల్లెరెన్‌లు మరియు వాటి ఉత్పన్నాలు;

(3) వైవిధ్య ఉత్ప్రేరకాలలో ఫుల్లెరెన్స్ మరియు వాటి ఉత్పన్నాల అప్లికేషన్.
కార్బన్-కోటెడ్ నానో-మెటల్ పార్టికల్స్ అనేవి కొత్త రకం జీరో డైమెన్షనల్ నానో-కార్బన్-మెటల్ కాంపోజిట్.కార్బన్ షెల్ యొక్క పరిమితి మరియు రక్షిత ప్రభావం కారణంగా, లోహ కణాలను ఒక చిన్న ప్రదేశంలో పరిమితం చేయవచ్చు మరియు దానిలో పూసిన లోహ నానోపార్టికల్స్ బాహ్య వాతావరణం ప్రభావంతో స్థిరంగా ఉంటాయి.ఈ కొత్త రకం జీరో-డైమెన్షనల్ కార్బన్-మెటల్ సూక్ష్మ పదార్ధాలు ప్రత్యేకమైన ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలను కలిగి ఉన్నాయి మరియు వైద్య, అయస్కాంత రికార్డింగ్ పదార్థాలు, విద్యుదయస్కాంత షీల్డింగ్ పదార్థాలు, లిథియం బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు మరియు ఉత్ప్రేరక పదార్థాలలో చాలా విస్తృతమైన అప్లికేషన్‌లను కలిగి ఉన్నాయి.

వన్-డైమెన్షనల్ కార్బన్ నానోమెటీరియల్స్ అంటే ఎలక్ట్రాన్లు ఒక నాన్-నానోస్కేల్ దిశలో మాత్రమే స్వేచ్ఛగా కదులుతాయి మరియు చలనం సరళంగా ఉంటుంది.ఒక డైమెన్షనల్ కార్బన్ పదార్థాల యొక్క సాధారణ ప్రతినిధులు కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు, కార్బన్ నానోఫైబర్‌లు మరియు వంటివి.రెండింటి మధ్య వ్యత్యాసం వేరు చేయడానికి పదార్థం యొక్క వ్యాసంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, నిర్వచించాల్సిన పదార్థం యొక్క గ్రాఫిటైజేషన్ స్థాయిపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది.పదార్థం యొక్క వ్యాసం ప్రకారం దీని అర్థం: 50nm కంటే తక్కువ వ్యాసం కలిగిన D, అంతర్గత బోలు నిర్మాణాన్ని సాధారణంగా కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లుగా సూచిస్తారు మరియు 50-200nm పరిధిలో ఉండే వ్యాసాన్ని ఎక్కువగా వంకరగా ఉండే బహుళ-పొర గ్రాఫైట్ షీట్‌తో సూచిస్తారు. స్పష్టమైన బోలు నిర్మాణాలను తరచుగా కార్బన్ నానోఫైబర్‌లుగా సూచిస్తారు.

పదార్థం యొక్క గ్రాఫిటైజేషన్ యొక్క డిగ్రీ ప్రకారం, నిర్వచనం గ్రాఫిటైజేషన్‌ను సూచిస్తుంది, ఉత్తమం, దాని యొక్క విన్యాసాన్నిగ్రాఫైట్ట్యూబ్ అక్షానికి సమాంతరంగా ఉండే షీట్ ఓరియెంటెడ్‌ను కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు అంటారు, అయితే గ్రాఫిటైజేషన్ డిగ్రీ తక్కువగా ఉంటుంది లేదా గ్రాఫిటైజేషన్ నిర్మాణం లేదుబహుళ గోడల కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లుఅన్నీ కార్బన్ నానోఫైబర్‌లుగా విభజించబడ్డాయి.వాస్తవానికి, వివిధ పత్రాలలో కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు మరియు కార్బన్ నానోఫైబర్‌ల మధ్య వ్యత్యాసం స్పష్టంగా లేదు.

మా అభిప్రాయం ప్రకారం, కార్బన్ సూక్ష్మ పదార్ధాల గ్రాఫిటైజేషన్ స్థాయితో సంబంధం లేకుండా, మేము ఒక బోలు నిర్మాణం యొక్క ఉనికి లేదా లేకపోవడం ఆధారంగా కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు మరియు కార్బన్ నానోఫైబర్‌ల మధ్య తేడాను గుర్తించాము.అంటే, బోలు నిర్మాణాన్ని నిర్వచించే ఒక డైమెన్షనల్ కార్బన్ సూక్ష్మ పదార్ధాలు బోలు నిర్మాణం లేని కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు లేదా బోలు నిర్మాణం స్పష్టంగా ఉండదు ఒక డైమెన్షనల్ కార్బన్ సూక్ష్మ పదార్ధాలు కార్బన్ నానోఫైబర్‌లు.
రెండు డైమెన్షనల్ కార్బన్ సూక్ష్మ పదార్ధాలు: గ్రాఫేన్ రెండు డైమెన్షనల్ కార్బన్ సూక్ష్మ పదార్ధాల ప్రతినిధి.గ్రాఫేన్ ద్వారా ప్రాతినిధ్యం వహించే రెండు-డైమెన్షనల్ ఫంక్షనల్ పదార్థాలు ఇటీవలి సంవత్సరాలలో చాలా వేడిగా ఉన్నాయి.ఈ నక్షత్ర పదార్థం మెకానిక్స్, విద్యుత్, వేడి మరియు అయస్కాంతత్వంలో అద్భుతమైన ప్రత్యేక లక్షణాలను చూపుతుంది.నిర్మాణాత్మకంగా, గ్రాఫేన్ అనేది ఇతర కార్బన్ పదార్థాలను తయారు చేసే ప్రాథమిక యూనిట్: ఇది జీరో-డైమెన్షనల్ ఫుల్లెరెన్‌ల వరకు వార్ప్ అవుతుంది, ఒక డైమెన్షనల్ కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లుగా ముడుచుకుంటుంది మరియు త్రిమితీయ గ్రాఫైట్‌గా పేర్చబడుతుంది.
సారాంశంలో, కార్బన్ సూక్ష్మ పదార్ధాలు ఎల్లప్పుడూ నానోసైన్స్ మరియు టెక్నాలజీ పరిశోధనలో హాట్ టాపిక్‌గా ఉంటాయి మరియు ముఖ్యమైన పరిశోధన పురోగతిని సాధించాయి.వాటి ప్రత్యేక నిర్మాణం మరియు అద్భుతమైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాల కారణంగా, కార్బన్ సూక్ష్మ పదార్ధాలు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ పదార్థాలు, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పదార్థాలు, ఉత్ప్రేరక వాహకాలు, రసాయన మరియు జీవ సెన్సార్లు, హైడ్రోజన్ నిల్వ పదార్థాలు మరియు సూపర్ కెపాసిటర్ పదార్థాలు మరియు ఆందోళన కలిగించే ఇతర అంశాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

చైనా హాంగ్వు మైక్రో-నానో టెక్నాలజీ కో., లిమిటెడ్ — నానో-కార్బన్ పదార్థాల పారిశ్రామికీకరణకు ఆద్యుడు, పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి మరియు ప్రపంచంలోని అగ్రగామి నాణ్యత, నానో ఉత్పత్తిని ఉపయోగించడం కోసం కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు మరియు ఇతర నానో-కార్బన్ పదార్థాల మొదటి దేశీయ తయారీదారు. కార్బన్ పదార్థాలు ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఎగుమతి చేయబడ్డాయి, స్పందన బాగుంది.జాతీయ అభివృద్ధి వ్యూహం మరియు మాడ్యులర్ మేనేజ్‌మెంట్ ఆధారంగా, Hongwu Nano మార్కెట్-ఆధారిత, సాంకేతికత-ఆధారిత, వినియోగదారుల యొక్క సహేతుకమైన డిమాండ్‌లను తన లక్ష్యంగా తీర్చడానికి మరియు చైనా తయారీ పరిశ్రమ యొక్క బలాన్ని పెంపొందించడానికి నిరంతరాయంగా కృషి చేస్తుంది.