أنت أنابيب الكربون النانوية، NTC (CNT ، من الإنجليزية أنابيب الكربون) ، عبارة عن أسطوانات أو أنابيب مجوفة تتكون من تآصل الكربون بنسب نانومترية (1 نانومتر يساوي جزء من المليار من المتر (10-9 م)). لإعطائك فكرة ، إنها مثل ورقة ملفوفة ، لكنها مكونة من ذرات كربون وسمك ذرة واحدة فقط. فهي أرق 100.000 مرة من خصلة الشعر وغير مرئية حتى للمجاهر الضوئية.
الذي - التي تم اكتشاف فئة جديدة من المواد في عام 1991 بواسطة Sumio Iijima. منذ ذلك الحين ، كان موضوع دراسات من قبل العلماء ، حيث مثل ثورة كبيرة بفضل خصائصه (التي سيتم ذكرها لاحقًا) التي تفوق خصائص أي مادة معروفة حتى الآن.
يمكن تصنيع الأنابيب النانوية الكربونية بواسطة واحدة فقط من هذه الأسطوانات ، مصنفة على أنها الأنابيب النانوية جدار واحد. ولكن هناك أيضًا الأنابيب النانوية متعددة الجدران، والتي تتكون من عدة اسطوانات يتم جرحها مركزيا ، أي مع مركز مشترك ، على النحو التالي:
تمثيل الأنابيب النانوية متعددة الجدران
تعد حقيقة كونها أحادية الجدار أو متعددة الجدران أحد العوامل التي تحدد خصائص الأنابيب النانوية الكربونية. في حالة الأنابيب النانوية الفردية ، فإن أحد العوامل التي تحدد ما إذا كان سيكون موصلًا أم شبه موصل هو زاوية الملف ونصف قطر الأنبوب النانوي. تعتمد الخصائص الأخرى أيضًا على قطر وعدد الطبقات المتحدة المركز. لكن جميع الأنابيب النانوية صلبة ومقاومة.
هذه النطاقات من الخصائص مهمة لأنها تجعل الأنابيب النانوية قابلة للاستخدام في مجموعة واسعة جدًا من التطبيقات. على سبيل المثال، إذا كان الأنبوب النانوي الكربوني موصلًا ، فيمكنه نقل الكهرباء حتى 1000 مرة أكثر كفاءة من الأسلاك النحاسية. من ناحية أخرى ، يمكن استخدام أشباه الموصلات في الدوائر الإلكترونية المكررة بفضل أبعادها الصغيرة جدًا ، ويمكن استخدامها في المعالجات النانوية لتحل محل رقائق من السيليكون الحالي.
إذا كان من الممكن إضافتها إلى البوليمرات الاصطناعية (البلاستيك) ، فإن تشكيل الهياكل يسمى المركبات النانويةيمكن للأنابيب النانوية أن تصلبها أو تجعلها موصلة للكهرباء.
الأنابيب النانوية أيضًا لها خصائص ميكانيكية غير عادية، فهي مقاومة تمامًا للتمزق تحت التوتر ، فهي أقوى 100 مرة من الفولاذ ولها 1/6 فقط من كثافتها. لذلك ، يمكن استخدامها أيضًا في البناء المدني وحتى في بناء جسم الطائرات والسيارات والصواريخ والمكوكات الفضائية لناسا. إذا أضيفت إلى الأقمشة ، يمكن للأنابيب النانوية أن تجعلها غير قابلة للتدمير ، وتكون أكثر كفاءة من بوليمر كيفلر المستخدم في السترات الواقية من الرصاص.
خاصية أخرى مهمة للأنابيب النانوية الكربونية هو التوصيل الحراري غير العادي ، يمكن استخدامها في عمليات حفظ الطاقة ونقلها ، مثل الطاقة الشمسية ، كونها أكثر كفاءة بكثير من الخلايا الضوئية المستخدمة اليوم.
تمتلك الأنابيب النانوية أيضًا إمكانات هائلة استخدامها في الطب. نظرًا لأنها صغيرة جدًا وخفيفة الوزن ، يمكنها الوصول إلى داخل الخلية لاستخدامها كأجهزة استشعار للتشخيصات والعلاجات الطبية. ومع ذلك ، فإن العامل الذي يعيق هذا التطبيق للأنابيب النانوية هو أنها تقتل الخلايا التي تتلامس معها. لمنع هذا ، يقترح بعض العلماء أن يتم طلاء الأنابيب النانوية ببوليمر اصطناعي قادر على محاكاة مادة سطح الخلية ، الميوسين.
هذه ليست سوى بعض التطبيقات اللامتناهية التي يمكن أن تمتلكها الأنابيب النانوية الكربونية ، ولكن يبقى أن نرى ما الذي سيقوله البحث في هذا المجال من تكنولوجيا النانو.
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nanotubos-carbono.htm
