vy uhlíkové nanorúrky, NTC (CNT, z angl uhlíkové nanorúrky), sú duté valce alebo rúrky tvorené alotropmi uhlíka s nanometrickými rozmermi (1 nanometer sa rovná miliardtine metra (10-9 m)). Pre predstavu je to ako zrolovaný list papiera, ktorý sa však skladá z atómov uhlíka a má hrúbku iba jedného atómu. Sú 100 000-krát tenšie ako prameň vlasov a neviditeľné ani pre svetelné mikroskopy.
To novú triedu materiálov objavil v roku 1991 Sumio Iijima. Odvtedy je predmetom štúdií vedcov, keďže vďaka tomu predstavoval veľkú revolúciu jeho vlastnosti (ktoré budú spomenuté neskôr), ktoré prevyšujú vlastnosti akéhokoľvek doteraz známeho materiálu.
Uhlíkové nanorúrky môžu byť vyrobené len jedným z týchto valcov, ktoré sú klasifikované ako jednostenné nanorúrky. Existujú však aj viacstenné nanorúrky, ktoré sú tvorené niekoľkými valcami, ktoré sú koncentricky navinuté, to znamená so spoločným stredom, v nasledujúcom znázornení:
Reprezentácia viacstenných nanorúrok
Skutočnosť, že sú jednostenné alebo viacstenné, je jedným z faktorov, ktoré určujú vlastnosti uhlíkových nanorúrok. V prípade jednotlivých nanorúriek je jedným z faktorov, ktorý určuje, či pôjde o vodič alebo polovodič, uhol vinutia a polomer nanorúrky. Ďalšie vlastnosti závisia aj od priemeru a počtu sústredných vrstiev. Ale všetky nanorúrky sú tvrdé a odolné.
Tieto rozsahy vlastností sú dôležité, pretože vďaka nim sú nanorúrky použiteľné vo veľmi širokej škále aplikácií. Napríklad, ak je uhlíková nanorúrka vodivá, dokáže prenášať elektrinu až 1000-krát efektívnejšie ako medený drôt. Na druhej strane polovodiče môžu byť použité v rafinovaných elektronických obvodoch vďaka svojim veľmi malým rozmerom a môžu byť použité v nanoprocesoroch ako náhrada lupienky súčasného kremíka.
Neprestávaj teraz... Po reklame viac ;)
Ak sa dajú pridávať do syntetických polymérov (plastov), vytvárajú sa štruktúry tzv nanokompozityNanorúrky ich môžu vytvrdiť alebo urobiť vodivými pre elektrinu.
Aj nanorúrky majú mimoriadne mechanické vlastnosti, pretože sú celkom odolné voči pretrhnutiu pod napätím, sú 100-krát pevnejšie ako oceľ a majú len 1/6 jej hustoty. Preto sa dajú použiť aj v civilnej výstavbe a dokonca aj pri stavbe trupu lietadiel, áut, rakiet a raketoplánov pre NASA. Ak by sa nanorúrky pridali do tkanín, mohli by ich urobiť nezničiteľnými, pretože sú účinnejšie ako kevlarový polymér používaný v nepriestrelných vestách.
Ďalšou dôležitou vlastnosťou uhlíkových nanorúrok je mimoriadna tepelná vodivosť, môžu byť použité v procesoch šetrenia a prenosu energie, ako je solárna energia, pretože sú oveľa efektívnejšie ako fotovoltaické články, ktoré sa dnes používajú.
Nanorúrky majú tiež obrovský potenciál použitie v medicíne. Pretože sú extrémne malé a ľahké, môžu sa dostať do vnútra bunky a použiť ich ako senzory na lekárske diagnózy a liečby. Faktorom, ktorý bráni tejto aplikácii nanorúriek, je však to, že zabíjajú bunky, s ktorými prídu do kontaktu. Aby sa tomu zabránilo, niektorí vedci navrhujú, aby boli nanorúrky potiahnuté syntetickým polymérom schopným napodobňovať látku na povrchu buniek, mucín.
Toto sú len niektoré z nekonečných aplikácií, ktoré môžu mať uhlíkové nanorúrky, no ešte sa uvidí, čo povie výskum v tejto oblasti nanotechnológie.
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu
Chceli by ste odkázať na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Uhlíkové nanorúrky"; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nanotubos-carbono.htm. Prístupné 27. júla 2021.
Chémia
Kompozity, kompozitné, Asýrčania, Babylončania, hlinené tehly so slamou vo vnútri, uhlíkové vlákna a živica, trup lietadla, prírodný kompozit, kosti, elastické kolagénové vlákna potiahnuté pevnou fosfátovou štruktúrou kostry. vápnik.
