אתה ננו-צינורות פחמן, NTC (CNT, מאנגלית ננו-צינורית פחמן), הם גלילים או צינורות חלולים שנוצרו על ידי אלוטרופים של פחמן עם פרופורציות ננומטריות (ננומטר אחד שווה למיליארדית המטר (10-9 M)). כדי לתת לכם מושג, זה כמו דף נייר מגולגל, אבל הוא מורכב מאטומי פחמן ועוביו של אטום אחד בלבד. הם דקים פי 100,000 מקווצת שיער ואינם נראים אפילו למיקרוסקופ אור.
זֶה סוג חדש של חומרים התגלה בשנת 1991 על ידי Sumio Iijima. מאז, זה היה נושא למחקרים של מדענים, שכן הוא ייצג מהפכה גדולה הודות ל תכונותיו (אשר יוזכרו בהמשך) העולות על אלו של כל חומר שהיה ידוע עד כה.
ניתן לייצר ננו-צינורות פחמן רק על ידי אחד מהגלילים הללו, המסווגים כ ננו-צינורות עם קיר בודד. אבל יש גם את ננו-צינורות מרובי קירות, אשר נוצרים על ידי מספר גלילים המפותלים באופן קונצנטרי, כלומר, עם מרכז משותף, כייצוג הבא:
ייצוג ננו-צינור רב-קירות
עובדת היותו חד-דופן או רב-קירות היא אחד הגורמים הקובעים את תכונותיהם של ננו-צינוריות פחמן. במקרה של ננו-צינורות בודדים, גורם אחד שקובע אם זה יהיה מוליך או מוליך למחצה הוא זווית הפיתול ורדיוס הננו-צינור. מאפיינים אחרים תלויים גם בקוטר ובמספר השכבות הקונצנטריות. אבל כל הננו-צינורות קשים ועמידים.
טווחי מאפיינים אלה חשובים מכיוון שהם הופכים את הננו-צינורות לשימושים במגוון רחב מאוד של יישומים. לדוגמה, אם ננו-צינור הפחמן מוליך, הוא יכול להעביר חשמל עד פי 1000 יותר ביעילות מחוטי נחושת. מוליכים למחצה, לעומת זאת, יכולים לשמש במעגלים אלקטרוניים מעודנים הודות למידותיהם הקטנות מאוד, וניתן להשתמש בהם בננו-מעבדים כדי להחליף צ'יפס של סיליקון נוכחי.
אם ניתן להוסיף אותם לפולימרים סינתטיים (פלסטיק), יוצרים מבנים הנקראים ננו מרוכבים, ננו-צינורות יכולים להקשיח אותם או לגרום להם להוביל חשמל.
גם הננו-צינורות בעלי תכונות מכניות יוצאות דופן, שכן הם די עמידים בפני קרע במתח, חזקים פי 100 מפלדה ויש להם רק 1/6 מהצפיפות שלה. לכן, ניתן להשתמש בהם גם בבנייה אזרחית ואף בבניית גוף המטוסים, המכוניות, הרקטות ומעבורות החלל עבור נאס"א. אם מוסיפים לבדים, ננו-צינורות עלולים להפוך אותם לבלתי ניתנים להריסה, בהיותם יעילים יותר מהפולימר ה-Kevlar המשמש לאפודים חסיני כדורים.
תכונה חשובה נוספת של ננו-צינורות פחמן היא ההולכה התרמית יוצאת הדופן, הם יכולים לשמש בתהליכי שימור אנרגיה והעברת אנרגיה, כגון אנרגיה סולארית, בהיותם יעילים הרבה יותר מהתאים הפוטו-וטאיים המשמשים כיום.
לננו-צינורות יש גם פוטנציאל עצום עבור שימוש ברפואה. מכיוון שהם קטנים וקלים במיוחד, הם יכולים להגיע אל פנים התא כדי לשמש כחיישנים לאבחונים וטיפולים רפואיים. עם זאת, גורם שמפריע ליישום זה של ננו-צינורות הוא שהם הורגים את התאים איתם הם באים במגע. כדי למנוע זאת, כמה מדענים מציעים שהננו-צינורות יהיו מצופים בפולימר סינתטי המסוגל לחקות חומר על פני התא, מוצין.
אלו הם רק חלק מהיישומים האינסופיים שיכולים להיות לננו-צינוריות פחמן, אבל נותר לראות מה יגיד מחקר בתחום זה של ננוטכנולוגיה.
מאת ג'ניפר פוגאסה
בוגר לימודי כימיה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nanotubos-carbono.htm