შენ ნახშირბადის ნანომილები, NTC (CNT, ინგლისურიდან ნახშირბადის ნანომილაკი), არის ღრუ ცილინდრები ან მილები, რომლებიც წარმოიქმნება ნახშირბადის ალოტროპებით ნანომეტრიული პროპორციებით (1 ნანომეტრი უდრის მეტრის მილიარდი ნაწილის (10-9 მ)). წარმოდგენა რომ მოგცეთ, ის წააგავს ქაღალდის ფურცელს, მაგრამ ნახშირბადის ატომებისგან შედგება და მხოლოდ ერთი ატომის სისქეა. ისინი თმის ღერზე 100000-ჯერ თხელია და მსუბუქი მიკროსკოპისთვისაც კი უხილავია.
რომ მასალების ახალი კლასი 1991 წელს აღმოაჩინა სუმიო იჯიმამ. მას შემდეგ ის გახდა მეცნიერთა შესწავლის საგანი, რადგან ის წარმოადგენდა დიდ რევოლუციას მისი წყალობით მისი თვისებები (რომლებიც მოგვიანებით იქნება ნახსენები), რომელიც აღემატება აქამდე ცნობილ ნებისმიერ მასალას.
ნახშირბადის ნანომილები შეიძლება დამზადდეს მხოლოდ ერთი ცილინდრით, რომელიც კლასიფიცირებულია როგორც ერთი კედლის ნანომილები. მაგრამ ასევე არსებობს მრავალკედლიანი ნანომილები, რომლებიც წარმოიქმნება რამდენიმე ცილინდრით, რომლებიც კონცენტრიულად არის დაჭრილი, ანუ საერთო ცენტრით, როგორც შემდეგი გამოსახულება:
მრავალკედლიანი ნანომილის წარმოდგენა
ერთკედლიანი ან მრავალკედლიანობის ფაქტი არის ერთ-ერთი ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს ნახშირბადის ნანომილების თვისებებს. ცალკეული ნანომილების შემთხვევაში, ერთი ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს გამტარი იქნება თუ ნახევარგამტარი, არის გრაგნილის კუთხე და ნანომილის რადიუსი. სხვა თვისებები ასევე დამოკიდებულია კონცენტრული ფენების დიამეტრზე და რაოდენობაზე. მაგრამ ყველა ნანომილაკი მყარი და გამძლეა.
თვისებების ეს დიაპაზონი მნიშვნელოვანია, რადგან ისინი აძლევენ ნანომილებს გამოყენებადს აპლიკაციების ძალიან ფართო სპექტრში. Მაგალითად, თუ ნახშირბადის ნანომილაკი გამტარია, მას შეუძლია ელექტროენერგიის გადაცემა 1000-ჯერ უფრო ეფექტურად, ვიდრე სპილენძის მავთული. ნახევარგამტარები, მეორეს მხრივ, შეიძლება გამოყენებულ იქნას დახვეწილ ელექტრონულ სქემებში მათი ზომების გამო, რომლებიც ძალიან მცირეა და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნანოპროცესორებში ჩასანაცვლებლად. ჩიფსები მიმდინარე სილიკონისგან.
თუ ისინი შეიძლება დაემატოს სინთეზურ პოლიმერებს (პლასტმასის), ფორმირების სტრუქტურები ე.წ ნანოკომპოზიტები, ნანომილებს შეუძლიათ მათი გამაგრება ან ელექტროგამტარი გახადონ.
ნანომილებიც აქვს არაჩვეულებრივი მექანიკური თვისებები, რადგან ისინი საკმაოდ მდგრადია რღვევის მიმართ დაძაბულობის დროს, ისინი 100-ჯერ ძლიერები არიან ფოლადზე და აქვთ მისი სიმკვრივის მხოლოდ 1/6. აქედან გამომდინარე, ისინი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას სამოქალაქო მშენებლობაში და NASA-სთვის თვითმფრინავების, მანქანების, რაკეტების და კოსმოსური შატლების ფიუზელაჟის მშენებლობაშიც კი. თუ ქსოვილებს დაემატება, ნანომილები შეიძლება გახადონ ისინი ურღვევი, რაც უფრო ეფექტური იქნება ვიდრე კევლარის პოლიმერი, რომელიც გამოიყენება ტყვიაგაუმტარ ჟილეტებში.
ნახშირბადის ნანომილების კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი თვისება არის არაჩვეულებრივი თბოგამტარობა, მათი გამოყენება შესაძლებელია ენერგიის დაზოგვისა და გადაცემის პროცესებში, როგორიცაა მზის ენერგია, რაც ბევრად უფრო ეფექტურია, ვიდრე დღეს გამოყენებული ფოტოვოტაური უჯრედები.
ნანომილებს ასევე აქვთ უზარმაზარი პოტენციალი გამოყენება მედიცინაში. იმის გამო, რომ ისინი ძალიან მცირე და მსუბუქია, მათ შეუძლიათ მიაღწიონ უჯრედის შიგნით, რათა გამოიყენონ სენსორებად სამედიცინო დიაგნოსტიკისა და მკურნალობისთვის. თუმცა, ფაქტორი, რომელიც აფერხებს ნანომილების ამ გამოყენებას, არის ის, რომ ისინი კლავენ უჯრედებს, რომლებთანაც ისინი შედიან კონტაქტში. ამის თავიდან ასაცილებლად, ზოგიერთი მეცნიერი გვთავაზობს, რომ ნანომილები დაფარული იყოს სინთეზური პოლიმერით, რომელსაც შეუძლია უჯრედის ზედაპირის ნივთიერების, მუცინის მიბაძვა.
ეს არის მხოლოდ რამდენიმე გაუთავებელი პროგრამა, რომელიც შეიძლება ჰქონდეს ნახშირბადის ნანომილებს, მაგრამ ჯერ კიდევ გასარკვევია, რას იტყვის ნანოტექნოლოგიის ამ სფეროში კვლევა.
ჯენიფერ ფოგაჩას მიერ
დაამთავრა ქიმიის განხრით
წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nanotubos-carbono.htm
