Нанотрубки и их роль в химии

Авторы: Ертискызы Камила, Макишев Еркебулан, Жолдасбек Аяжан.

Нанотрубки, история открытия, их виды, получение и применение в жизни человека.

Нанотрубки-аллотропная модификация углерода, которая представляет из себя полую цилиндрическую структуру с диаметром от десятых до нескольких десятков нанометров и длиной от одного микрометра до нескольких сантиметров, состоящие из одной или нескольких свернутых в трубку графеновых плоскостей.

ВИДЫ
1. Одностенные углеродные нанотрубки (ОУНТ)* - состоят из одного слоя графена, свернутого в цилиндр. Имеют очень высокие механические, электрические и тепловые свойства.

2.*Многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ)* - состоят из нескольких слоёв графена, расположенных коаксиально (один внутри другого). Они обычно толще и дешевле в производстве по сравнению с одностенными нанотрубками.

3. *Торсированные углеродные нанотрубки* - это специфическая форма многостенных углеродных нанотрубок, где каждый слой слегка закручен относительно предыдущего.

4. *Конические углеродные нанотрубки* - они обладают изменяющимся диаметром вдоль оси трубки, что придает им коническую форму.

ИСТОРИЯ

Углеродные нанотрубки были открыты в 1991 году японским исследователем Иджимой. Первая нанотрубка была получена путём распыления графита в электрической дуге.

СВОЙСТВА

-Высокая теплопроводность и электрическая проводимость (Электропроводимость нанотрубок обусловлена их способностью транспортировать электроны вдоль их структуры благодаря высокой подвижности электронов. Кроме того, нанотрубки могут быть функционализированы с различными материалами, что также влияет на их электрические свойства.)

-Оптические свойства (доказаны экспериментально в 2009 году, Яо Жангом)

-Повышенная жесткость (укладки углеродных атомов в виде цилиндров с очень маленьким диаметром и относительно большой длиной позволяет им обладать высокими механическими свойствами, такими как высокий модуль упругости и высокая прочность. Кроме того, нанотрубки обладают высокой степенью упорядоченности и отсутствием дефектов в их структуре, что также способствует их повышенной жесткости.)

-Легкость (за счёт диаметра)

ПОЛУЧЕНИЕ

В первую очередь подготавливается подложка, которая часто покрывается металлическим катализатором, таким как железо, никель или кобальт. Газовая смесь: Пропускание углеродсодержащего газа (например, метана, этана или ацетилена) через реактор при высокой температуре (около 700°C и выше).Рост нанотрубок: Углеродные атомы осаждаются на катализаторе, начиная формировать нанотрубки. Углеродные атомы выстраиваются в гексагональные решетки, формируя стенки нанотрубок.

ПРИМЕНЕНИЕ

Наноэлектроника: Нанотрубки могут использоваться в создании каркасов для наноэлектронных устройств, таких как транзисторы, датчики и интегральные схемы.

Наномедицина: Нанотрубки могут применяться для доставки лекарственных препаратов напрямую к определенным клеткам в организме, а также для разработки диагностических инструментов.

Наноматериалы: Нанотрубки могут использоваться для создания ультралегких, но прочных материалов, таких как композиты или нанотрубочные пленки.

Энергетика: Нанотрубки могут применяться для создания более эффективных источников энергии, таких как солнечные батареи или суперконденсаторы.

Таким образом, нанотрубки являются аллотропной модификацией углерода и тем самым служат необходимым веществом химии и в повседневной жизни.