Ածխածնային նանոխողովակներանհավանական բաներ են:Նրանք կարող են լինել ավելի ամուր, քան պողպատը, մինչդեռ ավելի բարակ են, քան մարդու մազը:

Նրանք նաև շատ կայուն են, թեթև և ունեն անհավատալի էլեկտրական, ջերմային և մեխանիկական հատկություններ:Այդ իսկ պատճառով նրանք ունեն ապագա շատ հետաքրքիր նյութերի մշակման ներուժ:

Նրանք կարող են նաև ունենալ ապագայի նյութերի և կառույցների կառուցման բանալին, ինչպիսիք են տիեզերական վերելակները:

Այստեղ մենք ուսումնասիրում ենք, թե ինչ են դրանք, ինչպես են դրանք պատրաստվում և ինչ կիրառություններ ունեն:Սա նախատեսված չէ լինել սպառիչ ուղեցույց և նախատեսված է օգտագործել միայն որպես արագ ակնարկ:

Ինչ ենածխածնային նանոխողովակներև դրանց հատկությունները.

Ածխածնային նանոխողովակները (կարճ՝ CNTs), ինչպես անունն է հուշում, մանր գլանաձև կառուցվածքներ են՝ պատրաստված ածխածնից:Բայց ոչ միայն ցանկացած ածխածնի, CNT-ները բաղկացած են ածխածնի մոլեկուլների մեկ շերտի փաթաթված թերթերից, որը կոչվում է գրաֆեն:

Նրանք հակված են երկու հիմնական ձևերի.

1. Մեկ պատի ածխածնային նանոխողովակներ(SWCNTs) - Սրանք հակված են ունենալ 1 նմ-ից պակաս տրամագիծ:

2. Բազմապատ ածխածնային նանոխողովակներ(MWCNTs) - Դրանք բաղկացած են մի քանի համակենտրոնորեն փոխկապակցված նանոխողովակներից և հակված են ունենալ տրամագծեր, որոնք կարող են հասնել 100 նմ-ից ավելի:

Երկու դեպքում էլ CNT-ները կարող են ունենալ փոփոխական երկարություններ՝ մի քանի միկրոմետրից մինչև սանտիմետր:

Քանի որ խողովակները բացառապես կառուցված են գրաֆենից, դրանք կիսում են դրա շատ հետաքրքիր հատկությունները:CNT-ները, օրինակ, կապված են sp2 կապերի հետ, որոնք չափազանց ամուր են մոլեկուլային մակարդակում:

Ածխածնային նանոխողովակներն ունեն նաև վան դեր Վալսյան ուժերի միջոցով պարանով կապվելու միտում:Սա նրանց ապահովում է բարձր ուժ և ցածր քաշ:Նրանք նաև հակված են լինել բարձր էլեկտրական և ջերմահաղորդիչ նյութեր:

«Առանձին CNT պատերը կարող են լինել մետաղական կամ կիսահաղորդչային՝ կախված խողովակի առանցքի նկատմամբ ցանցի կողմնորոշումից, որը կոչվում է քիրալություն»:

Ածխածնային նանոխողովակները ունեն նաև այլ զարմանալի ջերմային և մեխանիկական հատկություններ, որոնք գրավիչ են դարձնում նոր նյութեր մշակելու համար:

Ի՞նչ են անում ածխածնային նանոխողովակները:

Ինչպես արդեն տեսանք, ածխածնային նանոխողովակները մի քանի շատ անսովոր հատկություններ ունեն:Այս պատճառով CNT-ները շատ հետաքրքիր և բազմազան կիրառություններ ունեն:

Փաստորեն, 2013 թվականի դրությամբ, ըստ Wikipedia-ի Science Direct-ի, ածխածնային նանոխողովակների արտադրությունը գերազանցել է տարեկան մի քանի հազար տոննան:Այս նանոխողովակները բազմաթիվ կիրառություններ ունեն, ներառյալ՝

• Էներգիայի պահպանման լուծումներ
• Սարքի մոդելավորում
• Կոմպոզիտային կառուցվածքներ
• Ավտոմոբիլային մասեր, ներառյալ ջրածնային վառելիքի բջիջների մեքենաներում
• Նավերի պատյաններ
• Սպորտային իրեր
• Ջրի զտիչներ
• Բարակ թաղանթային էլեկտրոնիկա
• Ծածկույթներ
• Գործարկիչներ
• Էլեկտրամագնիսական պաշտպանություն
• Տեքստիլ
• Կենսաբժշկական կիրառություններ, ներառյալ ոսկորների և մկանների հյուսվածքային ճարտարագիտություն, քիմիական առաքում, կենսասենսորներ և այլն

Ինչ ենբազմապատ ածխածնային նանոխողովակներ?

Ինչպես արդեն տեսանք, բազմապատի ածխածնային նանոխողովակներն այն նանոխողովակներն են, որոնք պատրաստված են մի քանի համակենտրոն փոխկապակցված նանոխողովակներից:Նրանք հակված են ունենալ տրամագծեր, որոնք կարող են հասնել 100 նմ-ից ավելի:

Նրանք կարող են հասնել ավելի քան սանտիմետր երկարության և հակված են ունենալ 10-ից 10 միլիոնի միջև փոխհարաբերություններ:

Բազմապատ նանոխողովակները կարող են պարունակել 6-ից 25 կամ ավելի համակենտրոն պատեր:

MWCNT-ներն ունեն մի քանի հիանալի հատկություններ, որոնք կարող են օգտագործվել մեծ թվով առևտրային ծրագրերում:Դրանք ներառում են.

• Էլեկտրական. MWNT-ները բարձր հաղորդունակ են, երբ պատշաճ կերպով ինտեգրված են կոմպոզիտային կառուցվածքի մեջ:Պետք է նշել, որ միայն արտաքին պատը հաղորդիչ է, իսկ ներքին պատերը հաղորդունակության համար գործիք չեն:
• Մորֆոլոգիա. MWNT-ները ունեն բարձր հարաբերակցություն, որոնց երկարությունը սովորաբար 100 անգամ գերազանցում է տրամագիծը և որոշ դեպքերում շատ ավելի բարձր:Դրանց կատարումը և կիրառումը հիմնված են ոչ միայն կողմերի հարաբերակցության վրա, այլ նաև խողովակների խճճվածության և ուղիղության աստիճանի վրա, որն իր հերթին կախված է խողովակների թերությունների և՛ աստիճանից, և՛ չափից:
• Ֆիզիկական. Առանց թերությունների, անհատական, MWNT-ները ունեն գերազանց առաձգական ուժ, և երբ ինտեգրվում են կոմպոզիտային նյութերի, ինչպիսիք են ջերմապլաստիկ կամ ջերմակայուն միացությունները, կարող են զգալիորեն մեծացնել դրա ամրությունը: