Sina süsinik-nanotorud, NTC (CNT, inglise keelest süsinik-nanotoru), on õõnsad silindrid või torud, mis on moodustatud nanomeetriliste proportsioonidega süsiniku allotroopidest (1 nanomeeter võrdub meetri miljardiosaga (10-9 m)). Aimu andmiseks on see nagu kokkurullitud paberileht, kuid koosneb süsinikuaatomitest ja on vaid ühe aatomi paksune. Need on 100 000 korda õhemad kui juuksesalk ja on nähtamatud isegi valgusmikroskoobile.
See uue materjaliklassi avastas 1991. aastal Sumio Iijima. Sellest ajast alates on teadlased seda uurinud, kuna see kujutas endast suurt revolutsiooni tänu selle omadused (mida mainitakse hiljem), mis ületavad mis tahes senituntud materjali omadusi.
Süsinik-nanotorusid saab valmistada ainult ühes neist silindritest, mis klassifitseeritakse järgmiselt ühe seinaga nanotorud. Kuid on ka mitmeseinalised nanotorud, mis on moodustatud mitmest kontsentriliselt keritud silindrist, st ühise keskpunktiga, järgmiselt:
Mitme seinaga nanotoru esitus
Ühe või mitme seinaga olemine on üks teguritest, mis määrab süsiniknanotorude omadused. Üksikute nanotorude puhul on üks tegur, mis määrab, kas tegemist on juhi või pooljuhiga, mähise nurk ja nanotoru raadius. Teised omadused sõltuvad ka kontsentriliste kihtide läbimõõdust ja arvust. Kuid kõik nanotorud on kõvad ja vastupidavad.
Need omaduste vahemikud on olulised, kuna need muudavad nanotorud kasutatavaks väga paljudes rakendustes. Näiteks, kui süsiniknanotoru on juhtiv, suudab see elektrit edastada kuni 1000 korda tõhusamalt kui vasktraat. Pooljuhte saab seevastu kasutada täiustatud elektroonikalülitustes tänu nende väga väikestele mõõtmetele ja neid saab kasutada nanoprotsessorites asendamiseks. laastud praegusest ränist.
Ära nüüd lõpeta... Peale reklaami on veel midagi ;)
Kui neid saab lisada sünteetilistele polümeeridele (plastidele), moodustades struktuure nn nanokomposiidid, võivad nanotorud neid kõvastada või muuta need elektrit juhtivaks.
Nanotorud ka neil on erakordsed mehaanilised omadused, kuna need on pinge all üsna rebenemiskindlad, olles 100 korda tugevamad kui teras ja omavad vaid 1/6 selle tihedusest. Seetõttu saab neid kasutada ka tsiviilehituses ja isegi NASA lennukite, autode, rakettide ja kosmosesüstikute kere ehitamisel. Kui nanotorud lisada kangastele, võivad need muuta need hävimatuks, olles tõhusamad kui kuulikindlates vestides kasutatav Kevlari polümeer.
Teine oluline süsinik-nanotorude omadus on erakordne soojusjuhtivus, neid saab kasutada energia säästmise ja ülekande protsessides, näiteks päikeseenergias, kuna need on palju tõhusamad kui tänapäeval kasutatavad fotoelemendid.
Nanotorudel on ka tohutu potentsiaal kasutamine meditsiinis. Kuna need on äärmiselt väikesed ja kerged, võivad need ulatuda raku sisemusse, et kasutada neid meditsiiniliste diagnooside ja ravi anduritena. Nanotorude kasutamist takistab aga see, et need tapavad rakke, millega nad kokku puutuvad. Selle vältimiseks teevad mõned teadlased ettepaneku katta nanotorud sünteetilise polümeeriga, mis on võimeline jäljendama rakupinna ainet mutsiini.
Need on vaid mõned süsinik-nanotorude lõpututest rakendustest, kuid jääb üle oodata, mida selle nanotehnoloogia valdkonna uuringud ütlevad.
Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia eriala
Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Süsinik-nanotorud"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nanotubos-carbono.htm. Sissepääs 27. juulil 2021.
Keemia
Komposiidid, komposiit, assüürlased, babüloonlased, õlgedega savitellised, süsinikkiud ja vaik, lennuki kere, looduslik komposiit, luud, elastsed kollageenkiud, mis on kaetud tahke fosfaatkarkassi struktuuriga. kaltsium.
