نانولوله های کربنی، محبوبترین نانو ماده

نانو لوله‌های کربنی که از صفحات کربن به ضخامت یک اتم و به شکل استوانه‌ای توخالی ساخته شده‌است در سال ۱۹۹۱ توسط سامیو ایجیما (از شرکت NEC ژاپن) کشف شد.

نانو لوله‌های کربنی، ساختارهای حلقوی تو خالی و متشکل از اتم‌های کربن هستندکه می‌توانند به شکل تک یا چند جداره آرایش یابند و دارای خواص فلزی و شبه رسانایی نیز هستند.[۱]نانو لوله‌های کربنی دارای سطح ویژهٔ بسیار بالا، نفوذپذیری زیاد و پایداری مکانیکی و حرارتی خوبی هستند. اگر چه تخلخل‌های نانولوله‌های کربنی به‌طور قابل توجهی کوچک است. غشاهای نانو لوله‌ای نشان داده‌اند که به خاطر سطح داخلی صاف نانولوله‌ها، شدت جریان بیشتر یا یکسانی نسبت به تخلخل‌های بسیار بزرگتر دارند. این مواد بادوام و در مقابل گرما مقاومند و نیز تمیز کردن و استفادهٔ مجدد از آن‌ها در فرایندهای تصفیه‌ای مانند آب وفاضلاب ساده است. غشاهای نانو لوله‌ای می‌توانند تقریباً تمام آلودگی‌های آب اعم از باکتری، ویروس، ترکیبات آلی و کدورات را حذف نمایند.

این قبیل مولکول‌های استوانه ای شکل خواص نوظهوری دارند که آن‌ها را پتانسیل مفیدی در بسیاری از کاربردها در نانو تکنولوژی، اپتیک، الکترونیک و دیگر زمینه‌های علم مواد می‌سازد. شکل لوله ای کربن از دیگر شکل‌های کربن مانند ورقه‌های گرافیتی مطلوبتر است. این به این دلیل است که ساختار لوله ای فاقد باندهای غیر پیوندی و معلق است که باعث می‌شود ساختار از انرژی کمتری برخوردار باشد. آن‌ها استحکام غیرعادی، قابلیت ارتجاع، مقاومت کششی بالا، وزن کم، و خواص الکتریکی بی مانندی را نشان می‌دهند و درعین حال به‌طور کارامدی رسانای گرمایی هستند.

نانو تیوب‌ها دارای فرم لوله ای با ساختار شش ضلعی هستند. نانو تیوب‌ها را می‌توان صفحات گرافیتی فرض کرد که لوله شده‌اند. بر اساس محور چرخش صفحات نانو تیوب‌ها می‌توانند رسانا یا نیمه رسانا باشند. به علت این که کربن با سه پیوند همچنان دارای یک اوربیتال خالی p می‌باشد، حرکت موجی الکترون‌ها به راحتی در سطح بیرونی این لوله‌ها صورت می‌گیرد.

خواص ویژه و منحصر به فرد آن ازجمله مدول یانگ بالا و استحکام کششی خوب از یک طرف و طبیعت کربنی بودن نانو تیوب‌ها (به خاطر این که کربن ماده‌ای است کم وزن، بسیار پایدار و ساده جهت انجام فرایندها که نسبت به فلزات برای تولید ارزان‌تر می‌باشد) باعث شده که در دهه گذشته شاهد تحقیقات مهمی در کارایی و پرباری روش‌های رشد نانو تیوب‌ها باشیم. کارهای نظری و عملی زیادی نیز بر روی ساختار اتمی و ساختارهای الکترونی نانو تیوب متمرکز شده‌است. کوشش‌های گسترده‌ای نیز برای رسیدگی به خواص مکانیکی شامل مدول یانگ و استحکام کششی و ساز وکار عیوب و اثر تغییر شکل نانو تیوب‌ها بر خواص الکتریکی صورت گرفته‌است.مورد استفاده ترین مدل از این نانو ذرات نانوذرات کربنی دسته صندلی شکل هستند و انواع مختلف دارند که شامل تک دیواره و چند دیواره میباشند.

 

نانولوله های کربنی; ماده ای از کربن به ضخامت یک اتم و دارای ساختار حلقوی یا استوانه‌ای توخالی با قطر چند نانومتر و طول چند میلیمتر است. این ماده در سال ۱۹۹۱ کشف شد.

خواص ویژه و منحصر به فرد :
مدول یانگ بالا، استحكام كششی عالی، سبکی، پایداری و ثبات حرارتی و خواص فلزی و شبه رسانایی این ماده باعث شده در دهه گذشته شاهد تحقیقات مهمی در روش‌های تولید و بکارگیری آنها در صنایع مختلف باشیم.

کاربردها :
تولید این نانوماده از مرز چند هزار تن در سال عبور کرده است. در محصولات تجاری مختلف نظیر الکترونیک لایه‌نازک و پوشش‌های مساحت بالا، باتری‌های قابل شارژ، قطعات خودرو، اجناس ورزشی، بدنه قایق‌ها و همچنین فیلترها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روبات های میکروسکوپی، بدنه های پولادین برای خودروها که به سختی در تصادفات مچاله می شوند، بازوهای مصنوعی و ساختمان هایی مقاوم در برابر زلزله، پیش بینی های رویایی است که میتوان از نانو لوله ها انتظار داشت.

دانش فنی تولید نانولوله های کربنی در ایران بومی شده است، و به زودی تولید انبوه صنعتی آن آغاز خواهد شد.

نوشتهٔ پیشین
عجایب فیزیک کوانتوم ; قسمت دوم (نیروی خلاء , اثر کازیمیر )
نوشتهٔ بعدی
چگونه یادگیری مهارتها و دانشهای جدید را اولویت بندی کنیم

پست های مرتبط

نتیجه‌ای پیدا نشد.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست