نانو لوله‌ های کربنی تک جداره (SWCNT) و چند جداره (MWCNT) چیست؟

نانو لوله‌ های کربنی تک جداره (SWCNT) و چند جداره (MWCNT) چیست؟

نانو لوله های کربنی

به لوله هایی که از کربن ساخته شده اند و قطر آنها در مقیاس نانومتر است نانو لوله‌ های کربنی (CNTs)  گفته میشود.

نانو لوله های کربنی تک جداره (SWCNT)

غالبا نانو لولهای کربنی به نانو لوله های کربنی تک جداره (SWCNT) در اندازه و مقیاس نانومتر اشاره دارد.

در سال ۱۹۹۳ بطور جداگانه توسط دانشمندانی به نامهای ایجما و ایچی هاشی و همچنین بت هونه و همکارانش کشف و ثبت شده است.

یکی از دگر شکلهای کربن نانو لوله های کربنی هستند که واسطه ای در میان گرافن و فولرن های مسطح هستند.

می‌توان نانو لوله‌ های کربنیتک جداره را به عنوان برش‌هایی از یک شبکه شش‌ضلعی اتم‌های کربنی

که در امتداد یکی از بردارهای شبکه براوه قرار گرفته‌اند تصور کرد تا یک استوانهٔ توخالی شکل بگیرد، هرچند آنها به این روش ساخته نمی‌شوند.

نانولوله‌های کربنی، ساختارهای حلقوی توخالی و متشکل از اتم‌های کربن هستند

که می‌توانند به شکل تک یا چندجداره آرایش یابند و دارای خواص فلزی و شبه رسانایی نیز هستند.

نانولوله های کربنی چند جداره (MWCNT)

نانولوله‌ های کربنی به نانولوله‌های کربنی چندجداره(MWCNT) هم اشاره دارند

که متشکل از نانو لوله‌ های کربنی تک‌جداره تو در تو هستند،

که تحت اثر نیروهای ضعیف واندروالس در یک ساختار حلقه‌مانند درختی به هم متصل شده‌اند.

این لوله‌ها بسیار شبیه لایه‌های کربن مستقیم و موازی اوبرلین، اندو و کویاما هستند

که به صورت استوانه‌ای در اطراف یک لوله توخالی قرار گرفته‌اند.

همچنین، نانولوله‌های کربنی چندجداره گاهی به نانولوله‌های کربنی دودیواره و سه‌دیواره اشاره دارد.

نانو لوله‌ های کربنی تک جداره (SWCNT) و چند جداره (MWCNT) چیست؟

نانو لوله‌ های کربنی همچنین می‌توانند به لوله‌هایی با ساختار دیواره کربنی نامشخص و قطر کمتر از ۱۰۰ نانومتر اشاره کنند.

چنین لوله‌هایی در سال ۱۹۵۲ توسط رادوشکویچ و لوکیانویچ کشف شدند.

طول یک نانولوله کربنی که با روش‌های معمول تولید شده‌است اغلب گزارش نمی‌شود،

اما معمولاً طول آن بسیار بیشتر از قطر آن است؛ بنابراین، برای بسیاری از اهداف، اثرات انتهایی نادیده گرفته می‌شوند

و طول نانو لوله‌ های کربنی بی‌نهایت در نظر گرفته می‌شوند.

نانولوله‌های کربنی می‌توانند رسانایی الکتریکی قابل توجهی داشته باشند،در حالی که بقیه نیمه‌هادی هستند.

آنها همچنین به علت نانوساختار بودن و استحکام پیوندهای بین اتم‌های کربن، دارای مقاومت کششی و رسانندگی گرمایی بالایی هستند.

انتظار می‌رود این خصوصیات در بسیاری از حوزه‌های فناوری مانند الکترونیک، نورشناسی، مواد کامپوزیت (جایگزین یا تکمیل‌کننده الیاف کربن)، فناوری نانو و سایر کاربردهای علم مواد باارزش باشد.

لوله کردن یک شبکه شش ضلعی در امتداد جهات مختلف برای ساخت نانولوله‌های کربنی تک جداره بی‌نهایت طویل، نشان می‌دهد

که همه این لوله‌ها نه تنها دارای تقارن مارپیچی، بلکه دارای تقارن انتقالی در امتداد محور لوله هستند.

همچنین، بسیاری از آنها دارای تقارن مرکزی حول این محور هستند.

این ساختار به نانولوله کربنی تک‌جداره اجازه می‌دهد که با یک جفت عدد صحیح نام‌گذاری شود.

گردآوری: کیوسک نانو