Вуглецеві нанотрубкице неймовірні речі.Вони можуть бути міцнішими за сталь, але водночас тоншими за людську волосину.

Вони також дуже стабільні, легкі та мають неймовірні електричні, термічні та механічні властивості.З цієї причини вони містять потенціал для розробки багатьох цікавих майбутніх матеріалів.

Вони також можуть тримати ключ до створення матеріалів і конструкцій майбутнього, таких як космічні ліфти.

Тут ми досліджуємо, що вони являють собою, як вони створені та які програми вони мають.Це не є вичерпним посібником і призначене лише для короткого огляду.

Що завуглецевих нанотрубокта їх властивості?

Вуглецеві нанотрубки (скорочено ВНТ), як випливає з назви, є дрібними циліндричними структурами, виготовленими з вуглецю.Але не будь-який вуглець, ВНТ складаються із згорнутих листів з одного шару молекул вуглецю, які називаються графеном.

Зазвичай вони мають дві основні форми:

1. Одностінні вуглецеві нанотрубки(SWCNT) – вони, як правило, мають діаметр менше 1 нм.

2. Багатостінні вуглецеві нанотрубки(MWCNT) – вони складаються з кількох концентрично з’єднаних між собою нанотрубок і, як правило, мають діаметри, які можуть перевищувати 100 нм.

У будь-якому випадку ВНТ можуть мати різну довжину від кількох мікрометрів до сантиметрів.

Оскільки трубки виготовлені виключно з графену, вони мають багато його цікавих властивостей.ВНТ, наприклад, пов’язані зв’язками sp2 – вони надзвичайно міцні на молекулярному рівні.

Вуглецеві нанотрубки також мають тенденцію з’єднуватися разом завдяки силам Ван-дер-Ваальса.Це забезпечує їм високу міцність і малу вагу.Вони також, як правило, є матеріалами з високою електропровідністю та теплопровідністю.

«Окремі стінки ВНТ можуть бути металевими або напівпровідниковими в залежності від орієнтації решітки по відношенню до осі трубки, що називається хіральністю».

Вуглецеві нанотрубки також мають інші дивовижні термічні та механічні властивості, які роблять їх привабливими для розробки нових матеріалів.

Що роблять вуглецеві нанотрубки?

Як ми вже бачили, вуглецеві нанотрубки мають дуже незвичайні властивості.Через це УНТ мають багато цікавих і різноманітних застосувань.

Насправді станом на 2013 рік, згідно з Wikipedia через Science Direct, виробництво вуглецевих нанотрубок перевищило кілька тисяч тонн на рік.Ці нанотрубки мають багато застосувань, включаючи:

• Рішення для зберігання енергії
• Моделювання пристроїв
• Композитні конструкції
• Автомобільні деталі, включно з потенційно в автомобілях на водневих паливних елементах
• Корпуси човнів
• Спортивні товари
• Фільтри для води
• Тонкоплівкова електроніка
• Покриття
• Актуатори
• Електромагнітне екранування
• Текстиль
• Біомедичні застосування, включаючи тканинну інженерію кісток і м’язів, доставку хімікатів, біосенсори тощо

Що забагатошарові вуглецеві нанотрубки?

Як ми вже бачили, багатошарові вуглецеві нанотрубки – це нанотрубки, виготовлені з кількох концентрично з’єднаних між собою нанотрубок.Вони, як правило, мають діаметр, який може досягати понад 100 нм.

Вони можуть досягати понад сантиметрів у довжину та, як правило, мати співвідношення сторін, що коливається від 10 до 10 мільйонів.

Багатошарові нанотрубки можуть містити від 6 до 25 або більше концентричних стінок.

MWCNT мають деякі чудові властивості, які можна використовувати у великій кількості комерційних застосувань.До них належать:

• Електричні: MWNT мають високу провідність, якщо належним чином інтегровані в композитну структуру.Слід зазначити, що тільки зовнішня стінка є провідною, внутрішні стінки не сприяють провідності.
• Морфологія: MWNTs мають високе співвідношення сторін, довжина яких зазвичай перевищує діаметр у 100 разів, а в деяких випадках набагато більше.Їх ефективність і застосування ґрунтуються не лише на співвідношенні сторін, але й на ступені заплутування та прямолінійності трубок, що, у свою чергу, є функцією як ступеня, так і розміру дефектів у трубках.
• Фізичні: Бездефектні, індивідуальні MWNTs мають відмінну міцність на розрив і, будучи інтегрованими в композит, такий як термопластичні або термореактивні сполуки, можуть значно збільшити його міцність.