Вугляродныя нанатрубкігэта неверагодныя рэчы.Яны могуць быць мацнейшымі за сталь і пры гэтым быць танчэйшымі за чалавечы волас.

Яны таксама вельмі стабільныя, лёгкія і валодаюць неверагоднымі электрычнымі, цеплавымі і механічнымі ўласцівасцямі.Па гэтай прычыне яны ўтрымліваюць патэнцыял для распрацоўкі многіх цікавых будучых матэрыялаў.

Яны таксама могуць быць ключом да стварэння матэрыялаў і канструкцый будучыні, такіх як касмічныя ліфты.

Тут мы даследуем, што яны сабой уяўляюць, як яны зроблены і якія прыкладанні яны маюць.Гэта не павінна быць вычарпальным кіраўніцтвам і прызначана толькі для кароткага агляду.

Штовугляродныя нанатрубкіі іх уласцівасці?

Вугляродныя нанатрубкі (скарочана УНТ), як вынікае з назвы, уяўляюць сабой драбнюткія цыліндрычныя структуры з вугляроду.Але не любы вуглярод, УНТ складаюцца з згорнутых лістоў аднаго пласта малекул вугляроду, якія называюцца графенам.

Яны, як правіла, бываюць дзвюх асноўных формаў:

1. Аднасценныя вугляродныя нанатрубкі(ОУНТ) - яны, як правіла, маюць дыяметр менш за 1 нм.

2. Шматсценныя вугляродныя нанатрубкі(MWCNTs) - Яны складаюцца з некалькіх канцэнтрычна звязаных паміж сабой нанатрубак і, як правіла, маюць дыяметр, які можа перавышаць 100 нм.

У любым выпадку УНТ могуць мець розную даўжыню ад некалькіх мікраметраў да сантыметраў.

Паколькі трубкі зроблены выключна з графена, яны падзяляюць многія яго цікавыя ўласцівасці.УНТ, напрыклад, звязаны сувязямі sp2 - яны надзвычай моцныя на малекулярным узроўні.

Вугляродныя нанатрубкі таксама маюць тэндэнцыю звязвацца разам з дапамогай сіл Ван-дэр-Ваальса.Гэта забяспечвае ім высокую трываласць і малы вага.Яны таксама маюць тэндэнцыю быць матэрыяламі з высокай электраправоднасцю і цеплаправоднасцю.

«Асобныя сценкі УНТ могуць быць металічнымі або паўправадніковымі ў залежнасці ад арыентацыі рашоткі адносна восі трубкі, што называецца хіральнасцю».

Вугляродныя нанатрубкі таксама валодаюць іншымі дзіўнымі цеплавымі і механічнымі ўласцівасцямі, якія робяць іх прывабнымі для распрацоўкі новых матэрыялаў.

Што робяць вугляродныя нанатрубкі?

Як мы ўжо бачылі, вугляродныя нанатрубкі валодаюць вельмі незвычайнымі ўласцівасцямі.З-за гэтага УНТ маюць шмат цікавых і разнастайных ужыванняў.

Фактычна, па стане на 2013 год, паводле Вікіпедыі праз Science Direct, вытворчасць вугляродных нанатрубак перавышала некалькі тысяч тон у год.Гэтыя нанатрубкі маюць шмат ужыванняў, у тым ліку выкарыстоўваюцца ў:

• Рашэнні для захоўвання энергіі
• Мадэляванне прылад
• Кампазітныя канструкцыі
• Аўтамабільныя дэталі, у тым ліку патэнцыйна ў аўтамабілях на вадародных паліўных элементах
• Карпусы лодак
• Спартыўныя тавары
• Фільтры для вады
• Тонкаплёнкавая электроніка
• Пакрыцці
• Прывады
• Электрамагнітнае экранаванне
• Тэкстыль
• Біямедыцынскія прымянення, у тым ліку тканкавая інжынерыя костак і цягліц, дастаўка хімічных рэчываў, біясенсары і многае іншае

Штошматслойныя вугляродныя нанатрубкі?

Як мы ўжо бачылі, шматслойныя вугляродныя нанатрубкі - гэта нанатрубкі, зробленыя з некалькіх канцэнтрычна звязаных паміж сабой нанатрубак.Яны, як правіла, маюць дыяметр, які можа дасягаць больш за 100 нм.

Яны могуць дасягаць больш сантыметраў у даўжыню і, як правіла, маюць суадносіны бакоў, якія вар'іруюцца ад 10 да 10 мільёнаў.

Шматслойныя нанатрубкі могуць утрымліваць ад 6 да 25 і больш канцэнтрычных сценак.

MWCNT валодаюць выдатнымі ўласцівасцямі, якія можна выкарыстоўваць у вялікай колькасці камерцыйных прыкладанняў.Да іх адносяцца:

• Электрычныя: MWNT валодаюць высокай праводнасцю, калі належным чынам інтэграваны ў кампазітную структуру.Варта адзначыць, што толькі знешняя сценка з'яўляецца праводнасцю, унутраныя сценкі не спрыяюць праводнасці.
• Марфалогія: MWNTs маюць высокія суадносіны бакоў, з даўжынёй, якая звычайна больш чым у 100 разоў перавышае дыяметр, а ў некаторых выпадках значна вышэй.Іх прадукцыйнасць і прымяненне заснаваны не толькі на суадносінах бакоў, але і на ступені заблытанасці і прамалінейнасці трубак, што, у сваю чаргу, з'яўляецца функцыяй як ступені, так і памеру дэфектаў у трубах.
• Фізічныя характарыстыкі: індывідуальныя MWNT без дэфектаў валодаюць выдатнай трываласцю на расцяжэнне і, убудаваныя ў кампазіт, напрыклад, тэрмапласт або тэрмарэактыўныя злучэнні, могуць значна павялічыць яго трываласць.