کاربن نانوٹوبسناقابل یقین چیزیں ہیں.وہ فولاد سے زیادہ مضبوط ہو سکتے ہیں جبکہ انسانی بالوں سے پتلے ہوتے ہیں۔

وہ انتہائی مستحکم، ہلکے وزن کے، اور ناقابل یقین برقی، تھرمل اور مکینیکل خصوصیات کے حامل ہیں۔اس وجہ سے، وہ بہت سے دلچسپ مستقبل کے مواد کی ترقی کی صلاحیت رکھتے ہیں.

وہ مستقبل کے مواد اور ڈھانچے کی تعمیر کی کلید بھی رکھ سکتے ہیں، جیسے خلائی لفٹ۔

یہاں، ہم دریافت کرتے ہیں کہ وہ کیا ہیں، وہ کیسے بنائے جاتے ہیں اور ان کے پاس کون سی ایپلی کیشنز ہوتی ہیں۔اس کا مقصد ایک مکمل گائیڈ نہیں ہے اور اس کا مقصد صرف ایک فوری جائزہ کے طور پر استعمال کرنا ہے۔

کیا ہیںکاربن نانوٹوبساور ان کی خصوصیات؟

کاربن نانوٹوبس (مختصر طور پر CNTs)، جیسا کہ نام سے پتہ چلتا ہے، کاربن سے بنی چھوٹی بیلناکار ساختیں ہیں۔لیکن صرف کوئی کاربن ہی نہیں، سی این ٹی کاربن مالیکیولز کی ایک ہی پرت کی رولڈ شیٹس پر مشتمل ہوتا ہے جسے گرافین کہتے ہیں۔

وہ دو اہم شکلوں میں آتے ہیں:

1. سنگل دیواروں والی کاربن نانوٹوبس(SWCNTs) - ان کا قطر 1 nm سے کم ہوتا ہے۔

2. کثیر دیواروں والی کاربن نانوٹوبس(MWCNTs) - یہ متعدد مربوط طور پر ایک دوسرے سے جڑے ہوئے نانوٹوبس پر مشتمل ہوتے ہیں اور ان کا قطر ہوتا ہے جو 100 nm سے زیادہ تک پہنچ سکتا ہے۔

دونوں صورتوں میں، CNTs کی متغیر لمبائی کئی مائیکرو میٹر سے سینٹی میٹر تک ہو سکتی ہے۔

چونکہ ٹیوبیں خصوصی طور پر گرافین سے بنائی گئی ہیں، اس لیے وہ اس کی بہت سی دلچسپ خصوصیات کا اشتراک کرتے ہیں۔CNTs، مثال کے طور پر، sp2 بانڈز کے ساتھ بندھے ہوئے ہیں - یہ سالماتی سطح پر انتہائی مضبوط ہیں۔

کاربن نانوٹوبس میں وین ڈیر والز فورسز کے ذریعے ایک دوسرے کے ساتھ رسی لگانے کا رجحان بھی ہے۔یہ انہیں اعلی طاقت اور کم وزن فراہم کرتا ہے۔ان کا رجحان بھی انتہائی برقی طور پر چلنے والا اور حرارتی طور پر چلنے والا مواد ہوتا ہے۔

"انفرادی CNT کی دیواریں دھاتی یا نیم موصل ہو سکتی ہیں جو ٹیوب کے محور کے حوالے سے جالی کی واقفیت پر منحصر ہوتی ہیں، جسے چیرالیٹی کہا جاتا ہے۔"

کاربن نانوٹوبس میں دیگر حیرت انگیز تھرمل اور مکینیکل خصوصیات بھی ہیں جو انہیں نئے مواد تیار کرنے کے لیے پرکشش بناتی ہیں۔

کاربن نانوٹوبس کیا کرتے ہیں؟

جیسا کہ ہم پہلے ہی دیکھ چکے ہیں، کاربن نانوٹوبس میں کچھ بہت ہی غیر معمولی خصوصیات ہیں۔اس کی وجہ سے، CNTs میں بہت سے دلچسپ اور متنوع ایپلی کیشنز ہیں۔

درحقیقت، 2013 تک، سائنس ڈائریکٹ کے ذریعے ویکیپیڈیا کے مطابق، کاربن نانوٹوب کی پیداوار ہر سال کئی ہزار ٹن سے تجاوز کر گئی۔ان نانوٹوبس میں بہت سے ایپلی کیشنز ہیں، بشمول استعمال:

• توانائی ذخیرہ کرنے کے حل
• ڈیوائس ماڈلنگ
• جامع ڈھانچے
• آٹوموٹو پرزے، بشمول ممکنہ طور پر ہائیڈروجن فیول سیل کاروں میں
• کشتی کے جھولے۔
• کھیل کے سامان
• پانی کے فلٹرز
• پتلی فلم الیکٹرانکس
• ملمع کاری
• ایکچیوٹرز
• برقی مقناطیسی شیلڈنگ
• ٹیکسٹائل
• بایومیڈیکل ایپلی کیشنز، بشمول ہڈی اور پٹھوں کی ٹشو انجینئرنگ، کیمیائی ترسیل، بائیو سینسرز اور مزید

کیا ہیںکثیر دیوار کاربن نانوٹوبس?

جیسا کہ ہم پہلے ہی دیکھ چکے ہیں، ملٹی والڈ کاربن نانوٹوبس وہ نانوٹوبس ہیں جو کئی مرتکز ایک دوسرے سے جڑے ہوئے نانوٹوبس سے بنی ہیں۔ان کے قطر ہوتے ہیں جو 100 nm سے زیادہ تک پہنچ سکتے ہیں۔

وہ لمبائی میں سینٹی میٹر سے زیادہ تک پہنچ سکتے ہیں اور ان میں پہلو کا تناسب ہوتا ہے جو 10 سے 10 ملین کے درمیان ہوتا ہے۔

کثیر دیواروں والے نانوٹوبس میں 6 سے 25 یا اس سے زیادہ مرتکز دیواریں ہوسکتی ہیں۔

MWCNTs کے پاس کچھ بہترین خصوصیات ہیں جن سے بڑی تعداد میں تجارتی ایپلی کیشنز میں فائدہ اٹھایا جا سکتا ہے۔یہ شامل ہیں :

• الیکٹریکل: ایک جامع ڈھانچے میں مناسب طریقے سے ضم ہونے پر MWNTs انتہائی قابل عمل ہوتے ہیں۔واضح رہے کہ بیرونی دیوار اکیلے چل رہی ہے، اندرونی دیواریں چالکتا کے لیے اہم نہیں ہیں۔
• مورفولوجی: MWNTs کا تناسب بہت زیادہ ہوتا ہے، جس کی لمبائی عام طور پر قطر سے 100 گنا زیادہ ہوتی ہے، اور بعض صورتوں میں اس سے کہیں زیادہ ہوتی ہے۔ان کی کارکردگی اور اطلاق صرف پہلو کے تناسب پر نہیں بلکہ الجھنے کی ڈگری اور ٹیوبوں کے سیدھے ہونے پر بھی مبنی ہے، جو بدلے میں ٹیوبوں میں نقائص کی ڈگری اور طول و عرض دونوں کا کام ہے۔
• جسمانی: نقائص سے پاک، انفرادی، MWNTs میں بہترین تناؤ کی طاقت ہوتی ہے اور جب کسی مرکب، جیسے تھرمو پلاسٹک یا تھرموسیٹ مرکبات میں ضم ہو جاتے ہیں، تو اس کی طاقت میں نمایاں اضافہ کر سکتے ہیں۔