Что такое углеродные нанотрубки?
Углеродные нанотрубки (УНТ) представляют собой молекулы цилиндрической формы, которые состоят из свернутых листов атомов углерода (графена). Они могут быть однослойными (ОСУНТ) диаметром менее 1 нанометра (нм) или многостенными (МСУНТ), состоящие из нескольких связанных между собой нанотрубок, диаметр которых достигает более 100 нм. Их длина может достигать нескольких микрометров и даже миллиметров.
Их химические связи чрезвычайно сильно формируют молекулярное взаимодействие. Эта особенность в сочетании с естественной склонностью углеродных нанотрубок связываться друг с другом за счет сил Ван-дер-Ваальса дает возможность разрабатывать сверх высокопрочные и легкие материалы, обладающими высоко проводящими электрическими и термическими свойствами. Это делает их прогрессивным продуктом в большинстве разработок.
Как изготовляются углеродные нанотрубки
В настоящее время доступны три основных метода производства УНТ: дуговой разряд, лазерная абляция графита и химическое осаждение из газовой фазы (CVD).
В первых двух процессах графит сжигается электрически или с помощью лазера, и УНТ, развивающиеся в газовой фазе, разделяются. Все три метода требуют использование металлов (железа, кобальта, никеля) в качестве катализаторов.
Процесс CVD в настоящее время является наиболее перспективным, поскольку он позволяет производить большее количество УНТ в более легко контролируемых условиях и с меньшими затратами. А процессе CVD производители могут комбинировать металлический катализатор (железо и др.) с углеродосодержащими реакционными газами (водородом или оксидом углерода), что недоступно в первых двух методах, для образования углеродных нанотрубок на катализаторе внутри высокотемпературной печи.
Использование и применение углеродных нанотрубок
УНТ хорошо подходит практически для любой отрасли, требующей высокой прочности, долговечности, электропроводимости, теплопроводности и легких свойств по сравнению с обычными материалами.
В настоящее время УНТ используется в качестве добавок к синтетическим материалам. УНТ коммерчески доступен в виде порошка, то есть в сильно запутанной и агломерированной форме. Что бы УНТ раскрыли свои особые свойства, их необходимо распутать и равномерно распределить по материалу.
Углеродные нано продукты также могут быть спрядены в волокна, которые не только открывают интересные возможности для специальных текстильных изделий, но также могут помочь в реализации особенно утопического проекта - космического лифта.
На этом моя статья подошла к концу, если она была для Вас полезной поставьте лайк, подпишитесь и оставьте комментарий.
Так же возможно вам будет интересно почитать про "Полимер будущего" или "5 действий которые я сделал что бы ускорить работу своего Android телефона".