Углеродные нанотрубки. Применение углеродных нанотрубок

Ты углеродные нанотрубки, NTC (CNT, с англ. углеродная нанотрубка), представляют собой полые цилиндры или трубки, образованные аллотропами углерода с нанометровыми пропорциями (1 нанометр равен миллиардной части метра (10^-9 м)). Чтобы дать вам представление, это похоже на свернутый лист бумаги, но он состоит из атомов углерода и имеет толщину всего один атом. Они в 100 000 раз тоньше прядей волос и невидимы даже для светового микроскопа.

Что новый класс материалов был открыт в 1991 году Сумио Иидзима. С тех пор он стал предметом исследований ученых, так как представлял собой великую революцию благодаря его свойства (которые будут упомянуты позже), превосходящие свойства любого материала, известного до сих пор.

Углеродные нанотрубки могут быть изготовлены только одним из этих цилиндров, которые классифицируются как одностенные нанотрубки. Но есть также многослойные нанотрубки, которые образованы несколькими цилиндрами, намотанными концентрически, то есть с общим центром, как следующее изображение:

Представление многостенных нанотрубок

Тот факт, что они являются однослойными или многостенными, является одним из факторов, определяющих свойства углеродных нанотрубок. В случае отдельных нанотрубок одним фактором, определяющим, будет ли это проводник или полупроводник, является угол намотки и радиус нанотрубки. Другие свойства также зависят от диаметра и количества концентрических слоев. Но все нанотрубки твердые и стойкие.

Эти диапазоны свойств важны, потому что они позволяют использовать нанотрубки в очень широком диапазоне приложений. Например, если углеродная нанотрубка является проводящей, она может передавать электричество в 1000 раз эффективнее, чем медный провод. С другой стороны, полупроводники могут использоваться в усовершенствованных электронных схемах благодаря своим очень маленьким размерам и могут использоваться в нанопроцессорах для замены чипсы текущего кремния.

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)

Если они могут быть добавлены к синтетическим полимерам (пластмассам), образуя структуры, называемые нанокомпозитынанотрубки могут укрепить их или сделать проводящими электричество.

Нанотрубки тоже обладают исключительными механическими свойствами, так как они довольно устойчивы к разрыву при растяжении, будучи в 100 раз прочнее стали и имеют только 1/6 ее плотности. Таким образом, их также можно использовать в гражданском строительстве и даже при строительстве фюзеляжей самолетов, автомобилей, ракет и космических кораблей для НАСА. Если нанотрубки добавить в ткани, они могут сделать их неразрушимыми, поскольку они более эффективны, чем кевларовый полимер, используемый в пуленепробиваемых жилетах.

Еще одно важное свойство углеродных нанотрубок необыкновенная теплопроводность, они могут использоваться в процессах сохранения и передачи энергии, таких как солнечная энергия, будучи намного более эффективными, чем фотоэлементы, которые используются сегодня.

Нанотрубки также обладают огромным потенциалом для использование в медицине. Поскольку они очень маленькие и легкие, они могут достигать внутренней части клетки и использоваться в качестве датчиков для медицинской диагностики и лечения. Однако фактором, препятствующим такому применению нанотрубок, является то, что они убивают клетки, с которыми они вступают в контакт. Чтобы предотвратить это, некоторые ученые предлагают покрыть нанотрубки синтетическим полимером, имитирующим вещество на поверхности клетки, муцин.

Это лишь некоторые из бесконечных областей применения углеродных нанотрубок, но еще неизвестно, что скажут исследования в этой области нанотехнологий.

Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет

Хотели бы вы ссылаться на этот текст в учебе или учебе? Смотреть:

FOGAÇA, Дженнифер Роча Варгас. "Углеродные нанотрубки"; Бразильская школа. Доступно в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nanotubos-carbono.htm. Доступ 27 июля 2021 г.