Вуглецеві нанотрубки- це неймовірні речі. Вони можуть бути сильнішими за сталі, будучи тоншими, ніж людське волосся.

Вони також дуже стійкі, легкі та мають неймовірні електричні, теплові та механічні властивості. З цієї причини вони мають потенціал для розвитку багатьох цікавих майбутніх матеріалів.

Вони також можуть мати ключ до побудови матеріалів та споруд майбутнього, таких як космічні ліфти.

Тут ми досліджуємо, що вони є, як вони зроблені та які додатки вони, як правило, мають. Це не має бути вичерпним посібником і призначений лише для використання як швидкий огляд.

Що євуглецеві нанотрубкиА їхні властивості?

Вуглецеві нанотрубки (короткі УНТ), як випливає з назви, - це хвилинні циліндричні структури, виготовлені з вуглецю. Але не будь-який вуглець, УНТ складається з розгорнутих аркушів одного шару молекул вуглецю, що називається графен.

Вони, як правило, мають дві основні форми:

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

2. Мультиолровані вуглецеві нанотрубки(MWCNTS) - вони складаються з декількох концентрично взаємопов'язаних нанотрубок і, як правило, мають діаметри, які можуть досягати понад 100 нм.

У будь -якому випадку УНТ може мати змінну довжину від декількох мікрометрів до сантиметрів.

Оскільки трубки побудовані виключно з графена, вони поділяють багато його цікавих властивостей. Наприклад, УНТ пов'язані з зв’язками SP2 - вони надзвичайно сильні на молекулярному рівні.

Вуглецеві нанотрубки також мають тенденцію до мотузки разом через сили Ван дер Ваальса. Це забезпечує їм високу міцність і низьку вагу. Вони також, як правило, є дуже електрично провідними та термічнопровідними матеріалами.

"Окремі стінки УНТ можуть бути металевими або напівпровідними залежно від орієнтації решітки щодо осі трубки, яка називається хіральністю".

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

Що роблять вуглецеві нанотрубки?

Як ми вже бачили, вуглецеві нанотрубки мають дуже незвичні властивості. Через це УНТ має багато цікавих та різноманітних додатків.

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

• Рішення для зберігання енергії
• Моделювання пристроїв
• Складені структури
• Автомобільні деталі, включаючи потенційно у автомобілях водневих паливних елементів
• Корпуси на човні
• Спортивні товари
• Водні фільтри
• Тонкофільмна електроніка
• Покриття
• Приводи
• Електромагнітне екранування
• Текстиль
• Біомедичні застосування, включаючи тканинну інженерію кістки та м’язів, хімічну доставку, біосенсори та інше

Що ємультиолровані вуглецеві нанотрубки?

Як ми вже бачили, багатоповерхові вуглецеві нанотрубки - це ті нанотрубки, виготовлені з декількох концентрично взаємопов'язаних нанотрубок. Вони, як правило, мають діаметри, які можуть досягати понад 100 нм.

Вони можуть досягти понад сантиметри довжиною і, як правило, мають співвідношення сторін, які варіюються від 10 до 10 мільйонів.

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

MWCNTS має кілька чудових властивостей, які можна використовувати у великій кількості комерційних програм. До них належать:

• ЕЛЕКТРИЧНІ: MWNT є високопродуктивними при правильному інтегрованому в складену структуру. Слід зазначити, що зовнішня стіна проводиться, внутрішні стіни не сприяють провідності.
• Морфологія: MWNT мають високе співвідношення сторін із довжиною, як правило, більше ніж у 100 разів більше діаметра, а в певних випадках значно вище. Їх продуктивність та застосування ґрунтуються не лише на співвідношенні сторін, а й на ступені заплутування та прямолінійності труб, що, в свою чергу, є функцією як ступеня, так і розміру дефектів в трубах.
• Фізичні: без дефектів, індивідуальні, MWNT мають відмінну міцність на розрив і при інтегрованому в композиції, наприклад, термопластичні або термореактивні сполуки, може значно збільшити його міцність.