Karbon nanotüplerinanılmaz şeyler. Bir insan saçından daha ince iken çelikten daha güçlü olabilirler.

Ayrıca oldukça kararlı, hafiftir ve inanılmaz elektrik, termal ve mekanik özelliklere sahiptirler. Bu nedenle, gelecekteki birçok ilginç malzemenin geliştirilmesi potansiyeline sahiptirler.

Ayrıca, uzay asansörleri gibi geleceğin malzemelerini ve yapılarını inşa etmenin anahtarını da tutabilirler.

Burada, ne olduklarını, nasıl yapıldıklarını ve hangi uygulamalara sahip olduklarını keşfediyoruz. Bu kapsamlı bir rehber olması amaçlanmamıştır ve sadece hızlı bir bakış olarak kullanılması amaçlanmıştır.

Nedirkarbon nanotüplerVe onların mülkleri?

Karbon nanotüpler (kısaca CNT'ler), adından da anlaşılacağı gibi, karbondan yapılan küçük silindirik yapılardır. Ancak sadece herhangi bir karbon değil, CNT'ler grafen adı verilen tek bir karbon molekül tabakasının toplanmış tabakalarından oluşur.

İki ana formda olma eğilimindedirler:

1. Tek duvarlı karbon nanotüpler(SWCNT'ler) - Bunlar 1 nm'den daha az bir çapa sahip olma eğilimindedir.

2. Çok duvarlı karbon nanotüpler(MWCNTS) - Bunlar konsantrik olarak bağlantılı birkaç nanotüpten oluşur ve 100 nm'den fazla ulaşabilen çaplara sahip olma eğilimindedir.

Her iki durumda da, CNT'ler birkaç mikrometre ile santimetre arasında değişken uzunluklara sahip olabilir.

Tüpler sadece grafenden inşa edildiğinden, ilginç özelliklerinin çoğunu paylaşırlar. Örneğin CNT'ler SP2 bağları ile bağlanır - bunlar moleküler düzeyde son derece güçlüdür.

Karbon nanotüpler ayrıca van der Waals kuvvetleri aracılığıyla bir araya gelme eğilimine sahiptir. Bu onlara yüksek mukavemet ve düşük ağırlık sağlar. Ayrıca oldukça elektrikli iletken ve termal olarak iletken malzemeler olma eğilimindedirler.

“Bireysel CNT duvarları, kirişin kiralite olarak adlandırılan tüp eksenine göre yönüne bağlı olarak metalik veya yarı iletken olabilir.”

Karbon nanotüpleri ayrıca yeni malzemeler geliştirmek için onları çekici kılan başka şaşırtıcı termal ve mekanik özelliklere de sahiptir.

Karbon nanotüpleri ne yapar?

Daha önce de gördüğümüz gibi, karbon nanotüplerin çok sıra dışı özellikleri var. Bu nedenle, CNT'lerin birçok ilginç ve çeşitli uygulamaları vardır.

Aslında, 2013 itibariyle, Wikipedia'ya göre Science Direct aracılığıyla, karbon nanotüp üretimi yılda birkaç bin ton aştı. Bu nanotüplerin aşağıdakileri kullanma da dahil olmak üzere birçok uygulaması vardır:

• Enerji Depolama Çözümleri
• Cihaz modelleme
• Kompozit yapılar
• Potansiyel olarak hidrojen yakıt hücreli arabalar dahil otomotiv parçaları
• Tekne gövdeleri
• Spor malzemeleri
• Su filtreleri
• İnce film elektroniği
• Kaplamalar
• Aktüatörler
• Elektromanyetik ekranlama
• Tekstil
• Kemik ve kas doku mühendisliği, kimyasal dağıtım, biyosensörler ve daha fazlası dahil olmak üzere biyomedikal uygulamalar

NedirÇok duvarlı karbon nanotüpler?

Daha önce gördüğümüz gibi, çok duvarlı karbon nanotüpler, konsantrik olarak birbirine bağlı birkaç nanotüpten yapılan nanotüplerdir. 100 nm'den fazla ulaşabilen çaplara sahip olma eğilimindedirler.

Santimetreyi aşabilirler ve 10 ila 10 milyon arasında değişen en boy oranlarına sahip olma eğilimindedirler.

Çok duvarlı nanotüpler 6 ila 25 veya daha fazla eşmerkezli duvar içerebilir.

MWCNT'ler, çok sayıda ticari uygulamada kullanılabilecek bazı mükemmel özelliklere sahiptir. Bunlar şunları içerir:

• Elektrik: MWNT'ler, kompozit bir yapıya uygun şekilde entegre edildiğinde oldukça iletkendir. Sadece dış duvarın iletişime geçtiğine, iç duvarların iletkenlik için etkili olmadığı belirtilmelidir.
• Morfoloji: MWNT'ler, uzunlukları tipik olarak çapın 100 katından daha fazla ve bazı durumlarda çok daha yüksek bir yüksek en boy oranına sahiptir. Performansları ve uygulamaları sadece en boy oranına değil, aynı zamanda tüplerin dolaşma derecesine ve düzlüğüne de dayanmaktadır, bu da tüplerdeki kusurların hem derecesi hem de boyutunun bir fonksiyonudur.
• Fiziksel: kusursuz, bireysel, MWNT'ler mükemmel bir gerilme mukavemetine sahiptir ve termoplastik veya termoset bileşikleri gibi bir kompozit içine entegre edildiğinde gücünü önemli ölçüde artırabilir.