نانو لوله های کربنی
نانو لوله های کربنی
این نانوساختارها، به جهت بهره مندی از خواص منحصر به فرد مکانیکی، الکترونیکی، شیمیایی و مغناطیسی بالقوه، توان استفاده در الکترونیک، ذخیره سازی هیدروژن، ترانزیستورها، باتری ها، حسگرها، حافظه ها، مقاوم ساختن مواد، صفحات نمایشگر، کابل های برق و… را دارند.
خواص عالی و چند گانه نانولوله ها از یک طرف و طبیعت کربنی نانولوله باعث شده که در دهه گذشته شاهد تحقیقات مهمی در این حیطه باشیم.
نانولوله ها نوعی از اولین نانومواد واقعی بودند که در سطح ملکولی با روش های مهندسی تولید شدند.
برآوردها از این که دقیقا نانولوله کربنی چه قدرتی دارد متفاوت است.
طبق برخی برآوردها، یک رشته نانولوله ای نازک تر از موی انسان می تواند یک تریلی را آویزان نگه دارد.
نانولوله های کربنی که از صفحات کربن به ضخامت یک اتم و به شکل استوانه‌ای توخالی ساخته شده است .
در سال 1991 توسط سامیو ایجیما (از شرکت NEC ژاپن) کشف شد.
کارهای نظری و عملی زیادی نیز بر روی ساختار اتمی و ساختارهای الکترونی نانولوله متمرکز شده است.
نانولوله‌ها کاربردهای زیادی در فناوری و صنعت دارند.
یکی از مهم‌ترین انواع نانولوله‌ها نانولوله های کربنی هستند.
۲ گروه اصلی نانو لوله های کربنی:
- تک دیواره (تک جداره)
- چند دیواره (چند جداره)
یکی از خواص نانولوله‌های کربنی نشر میدانی است.
از مزایای کلیدی نانولوله‌های کربنی توانایی آنها در عبور از غشاهای پلاسما است.
نانولوله‌ها به عنوان پر کننده در نانو کامپوزیت‌ها استفاده می‌شوند.
ویژگی‌ها وخصوصیات نانولوله های کربنی
- انعطاف عالی یعنی تغییر شکل و خم شدن و بازگشت به حالت اولیه،
- استحکام کششی و ثبات حرارتی،
- اندازه بسیار کوچک (قطر کوچکتر از 0/4 نانومتر)
- حالت رسانا و نیمه‌رسانایی آن ها بر حسب شکل هندسی‌شان
- عایق بودن نانولوله های فلزی
- کم وزن بودن و پایداری و سادگی
- برخورداری از خاصیت منحصر به فرد ترابری پرتابه‌ای
- قدرت رسانایی گرمایی خیلی بالا
- سطح جداره صاف یا قدرت تفکیک بالا
- بروز خواص الکتریکی و مکانیکی منحصر به فرد در طول آن ها
- مدول یانگ بالا
- حساس به تغییرات کوچک نیروهای اعمال شده
- گسیل و جذب نور
- ضریب تحرک الکتریسیته بسیار بالا
- خاصیت مغناطیسی، ممان مغناطیسی بسیار بزرگ
- چگالی سطحی بسیار بالا
- قابلیت ذخیره‌سازی
- داشتن خاصیت ابررسانایی
- تولید ولتاژ
- استحکام و مقاومت کششی بالا
کاربردهای نانولوله های کربنی
به عنوان تقویت کننده در کامپوزیت ها
نانولوله ها یکی از مستحکم ترین مواد به شمار می روند.
این موضوع، کاربرد نانولوله های کربنی را به عنوان ماده ی پرکننده در تولید نانوکامپوزیت ها به خوبی روشن می سازد.
کامپوزیت های با پایه نانولوله ی کربنی دارای نسبت استحکام به وزن بالا هستند و مصارف گسترده ای را در صنعت خواهند داشت.
استفاده در نمایشگرهای تشعشع میدانی
یکی از مشکلات دستگاه های نشر میدان امروزی، عدم پایداری میدان های تولیدی در بازه های زمانی طولانی است. 
این مشکل را می توان با استفاده از نانولوله کربنی حل نمود.
مزایای استفاده از نمایشگرهای تولید شده با نانولوله ی کربنی نسبت به نمایشگرهای کریستال مایع، سرعت واکنش بالاتر نسبت به محرک های الکتریکی، مصرف انرژی کمتر، درخشندگی مناسب تر، میدان مغناطیسی پایین در هنگام روشن کردن دستگاه و دمای کاری بالاتر است.
استفاده از نانولوله های تک دیواره در صنعت الکترونیک
نانولوله ها به میزان قابل توجهی سخت و قوی بوده و هادی جریان الکتریسیته و گرما می باشند.
این خواص سبب استفاده از این مواد در صنعت الکترونیک شده است.
نانولوله های کربنی سیم های مولکولی بزرگی هستند که الکترون می تواند آزادانه در آن حرکت کند و رفتار آنها پیچیده است.
در این راستا رفتار نانولوله های چند دیواره بسیار پیچیده تر از تک دیواره است زیرا لایه های کناری روی یکدیگر تأثیر می گذارند.
محققان امیدوارند که ابعاد سیم ها یا قطعات را از طریق جایگزینی با نانولوله به حدود نانومتر یا کمتر برسانند.
این قطعات در کنار مدارات الکترونیکی می توانند خیلی سریع تر و با توان کمتر از مدارات کنونی کار کنند.
لامپ های تولید شده با نانولوله های کربنی هزینه تولید کمتری دارند.
به علاوه عمر طولانی تر و ثبات رنگ بیشتر نسبت به لامپ های معمولی، از مزایای دیگر این لامپ هاست.
ساخت نانوماشین ها با استفاده از نانولوله های کربنی
نانولوله های کربنی همچین برای استفاده در ساخت نانوماشین ها پیشنهاد شده اند.
نانولوله ها به طور مناسبی با ساختارهای مختلف جانشین شده اند که می توانند به عنوان محورها در نانو ماشین ها عمل کنند.
ممکن است، نانولوله های مختلف با همدیگر تشکیل چرخدنده دهند تا حرکت چرخشی مختلفی را انتقال دهند.
این امر از طریق ساختن دنده های چرخدنده (استخلاف ها) بر روی نانولوله ها می تواند انجام شود.
مطالب زیر را حتما بخوانید:
قوانین ارسال دیدگاه در سایت