Tu anglies nanovamzdeliai, NTC (CNT, iš anglų k anglies nanovamzdelis), yra tuščiaviduriai cilindrai arba vamzdeliai, sudaryti iš nanometrinių proporcijų anglies alotropų (1 nanometras yra lygus milijardajai metro daliai (10-9 m)). Kad suprastumėte, tai tarsi susuktas popieriaus lapas, bet sudarytas iš anglies atomų ir yra tik vieno atomo storio. Jie yra 100 000 kartų plonesni už plaukų sruogą ir nematomi net šviesos mikroskopams.
Tai naują medžiagų klasę 1991 m. atrado Sumio Iijima. Nuo tada jį tyrinėjo mokslininkai, nes tai buvo didžiulė revoliucija jo savybės (kurios bus paminėtos vėliau), kurios pranoksta bet kurios iki šiol žinomos medžiagos savybes.
Anglies nanovamzdelius gali pagaminti tik vienas iš šių cilindrų, klasifikuojamas kaip vienos sienelės nanovamzdeliai. Tačiau yra ir daugiasieniai nanovamzdeliai, kuriuos sudaro keli cilindrai, kurie yra koncentriškai suvynioti, tai yra, turintys bendrą centrą, kaip šis vaizdas:
Daugiasienių nanovamzdelių vaizdavimas
Vienas iš anglies nanovamzdelių savybes lemiančių faktorių yra tai, kad jie yra viensieniai ar daugiasieniai. Atskirų nanovamzdelių atveju vienas veiksnys, lemiantis, ar tai bus laidininkas, ar puslaidininkis, yra apvijos kampas ir nanovamzdelio spindulys. Kitos savybės taip pat priklauso nuo koncentrinių sluoksnių skersmens ir skaičiaus. Tačiau visi nanovamzdeliai yra kieti ir atsparūs.
Šie savybių diapazonai yra svarbūs, nes dėl jų nanovamzdeliai gali būti naudojami labai įvairiose srityse. Pavyzdžiui, jei anglies nanovamzdelis yra laidus, jis gali perduoti elektros energiją iki 1000 kartų efektyviau nei varinė viela. Kita vertus, puslaidininkiai gali būti naudojami rafinuotose elektroninėse grandinėse, nes jų matmenys yra labai maži, ir gali būti naudojami nanoprocesoriuose pakeisti traškučiai dabartinio silicio.
Jei jų galima dėti į sintetinius polimerus (plastiką), formuojant struktūras, vadinamas nanokompozitai, nanovamzdeliai gali juos sukietinti arba padaryti laidius elektrai.
Nanovamzdeliai taip pat pasižymi nepaprastomis mechaninėmis savybėmis, nes jie yra gana atsparūs plyšimui veikiant įtempimui, yra 100 kartų stipresni už plieną ir turi tik 1/6 jo tankio. Todėl jie taip pat gali būti naudojami civilinėse statybose ir netgi NASA lėktuvų, automobilių, raketų ir erdvėlaivių fiuzeliažuose. Jei nanovamzdeliai pridedami prie audinių, jie gali tapti nesunaikinami, nes jie yra efektyvesni nei Kevlar polimeras, naudojamas neperšaunamose liemenėse.
Kita svarbi anglies nanovamzdelių savybė yra nepaprastas šilumos laidumas, jie gali būti naudojami energijos taupymo ir perdavimo procesuose, pavyzdžiui, saulės energijai, nes jie yra daug efektyvesni nei šiandien naudojami fotoelementai.
Nanovamzdeliai taip pat turi didžiulį potencialą naudoti medicinoje. Kadangi jie yra labai maži ir lengvi, jie gali pasiekti ląstelės vidų ir būti naudojami kaip jutikliai medicininėms diagnozėms ir gydymui. Tačiau veiksnys, kuris trukdo naudoti nanovamzdelius, yra tai, kad jie naikina ląsteles, su kuriomis jie liečiasi. Norėdami to išvengti, kai kurie mokslininkai siūlo nanovamzdelius padengti sintetiniu polimeru, galinčiu imituoti ląstelės paviršiaus medžiagą – muciną.
Tai tik dalis begalių pritaikymo galimybių, kurias gali turėti anglies nanovamzdeliai, tačiau dar reikia pamatyti, ką pasakys šios nanotechnologijų srities tyrimai.
Autorius Jennifer Fogaça
Baigė chemiją
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nanotubos-carbono.htm
