คุณ ท่อนาโนคาร์บอน, กทช. (CNT, จากภาษาอังกฤษ ท่อนาโนคาร์บอน) เป็นทรงกระบอกกลวงหรือท่อที่เกิดจาก allotropes ของคาร์บอนที่มีสัดส่วนนาโนเมตร (1 นาโนเมตรเท่ากับส่วนที่หนึ่งพันล้านของเมตร (10-9 NS)). เพื่อให้แนวคิดแก่คุณ มันเหมือนกับกระดาษม้วนหนึ่งแผ่น แต่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนและมีความหนาเพียงอะตอมเดียว พวกมันบางกว่าเส้นผมถึง 100,000 เท่า และมองไม่เห็นแม้ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
ที่ วัสดุประเภทใหม่ถูกค้นพบในปี 1991 โดย Sumio Iijima ตั้งแต่นั้นมา นักวิทยาศาสตร์ก็กลายเป็นหัวข้อของการศึกษา เนื่องจากเป็นการปฏิวัติครั้งยิ่งใหญ่ต้องขอบคุณ คุณสมบัติของมัน (ซึ่งจะกล่าวถึงในภายหลัง) ที่เกินกว่าคุณสมบัติใดๆ ที่ทราบมาจนถึงบัดนี้
ท่อนาโนคาร์บอนสามารถผลิตได้โดยใช้กระบอกสูบเพียงกระบอกเดียว ซึ่งจัดอยู่ในประเภท ท่อนาโนผนังเดียว. แต่ก็มี ท่อนาโนหลายชั้นซึ่งประกอบขึ้นจากกระบอกสูบหลายอันที่พันรอบศูนย์กลาง กล่าวคือ มีจุดศูนย์กลางร่วม ดังตัวอย่างต่อไปนี้:
การแสดงท่อนาโนหลายผนัง
ข้อเท็จจริงของการเป็นผนังเดี่ยวหรือหลายผนังเป็นหนึ่งในปัจจัยที่กำหนดคุณสมบัติของท่อนาโนคาร์บอน ในกรณีของท่อนาโนแต่ละเส้น ปัจจัยหนึ่งที่กำหนดว่ามันจะเป็นตัวนำหรือเซมิคอนดักเตอร์คือมุมของขดลวดและรัศมีของท่อนาโน คุณสมบัติอื่นๆ ยังขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางและจำนวนชั้นที่มีจุดศูนย์กลางด้วย แต่ท่อนาโนทั้งหมดมีความแข็งและทนทาน
คุณสมบัติช่วงเหล่านี้มีความสำคัญเนื่องจากทำให้ท่อนาโนใช้งานได้หลากหลาย ตัวอย่างเช่น, หากท่อนาโนคาร์บอนเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าก็สามารถส่งไฟฟ้าได้ดีกว่าลวดทองแดงถึง 1,000 เท่า ในทางกลับกัน สามารถใช้เซมิคอนดักเตอร์ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ผ่านการขัดเกลาด้วยขนาดที่เล็กมากและสามารถนำมาใช้ในนาโนโปรเซสเซอร์เพื่อทดแทน ชิป ของซิลิกอนในปัจจุบัน
หากสามารถเติมลงในพอลิเมอร์สังเคราะห์ (พลาสติก) ได้ จะสร้างโครงสร้างที่เรียกว่า นาโนคอมโพสิตนาโนทิวบ์สามารถทำให้แข็งหรือทำให้เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้
ท่อนาโนด้วย มีคุณสมบัติทางกลที่ไม่ธรรมดาเนื่องจากทนทานต่อการแตกร้าวภายใต้แรงตึง จึงแข็งแรงกว่าเหล็กกล้า 100 เท่า และมีความหนาแน่นเพียง 1/6 เท่านั้น ดังนั้นจึงสามารถใช้ในการก่อสร้างโยธาและแม้กระทั่งในการสร้างลำตัวเครื่องบิน รถยนต์ จรวด และกระสวยอวกาศสำหรับ NASA หากเติมเข้าไปในเนื้อผ้า ท่อนาโนสามารถทำให้พวกมันไม่สามารถทำลายได้ ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าพอลิเมอร์เคฟลาร์ที่ใช้ในเสื้อเกราะกันกระสุน
คุณสมบัติที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของท่อนาโนคาร์บอน คือการนำความร้อนที่ไม่ธรรมดา สามารถใช้ในกระบวนการอนุรักษ์และถ่ายทอดพลังงาน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าเซลล์สุริยะที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน
นาโนทิวบ์ยังมีศักยภาพมหาศาลสำหรับ ใช้ในทางการแพทย์ เนื่องจากมีขนาดเล็กและเบามาก จึงสามารถเข้าถึงภายในเซลล์เพื่อใช้เป็นเซ็นเซอร์สำหรับการวินิจฉัยและการรักษาทางการแพทย์ อย่างไรก็ตาม ปัจจัยที่ขัดขวางการใช้ท่อนาโนนี้คือพวกมันฆ่าเซลล์ที่พวกมันสัมผัส เพื่อป้องกันสิ่งนี้ นักวิทยาศาสตร์บางคนกำลังเสนอให้เคลือบนาโนทิวบ์ด้วยพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่สามารถเลียนแบบสารบนผิวเซลล์ ที่เรียกว่า mucin
นี่เป็นเพียงการใช้งานที่ไม่มีที่สิ้นสุดที่ท่อนาโนคาร์บอนสามารถมีได้ แต่ยังคงต้องดูว่าการวิจัยในด้านนาโนเทคโนโลยีนี้จะกล่าวถึงอะไร
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
แหล่งที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nanotubos-carbono.htm