Nanorurki węgloweto niesamowite rzeczy.Mogą być mocniejsze niż stal, a jednocześnie cieńsze niż ludzki włos.

Są również bardzo stabilne, lekkie i mają niesamowite właściwości elektryczne, termiczne i mechaniczne.Z tego powodu mają potencjał do opracowania wielu interesujących przyszłych materiałów.

Mogą również posiadać klucz do budowy materiałów i konstrukcji przyszłości, takich jak windy kosmiczne.

Tutaj dowiemy się, czym są, jak są wykonane i jakie mają zastosowania.Nie jest to wyczerpujący przewodnik i służy jedynie jako krótki przegląd.

Czym sąnanorurki węglowei ich właściwości?

Nanorurki węglowe (w skrócie CNT), jak sama nazwa wskazuje, to maleńkie cylindryczne struktury wykonane z węgla.Ale nie byle jaki węgiel, CNT składają się ze zwiniętych arkuszy pojedynczej warstwy cząsteczek węgla zwanych grafenem.

Zwykle występują w dwóch głównych formach:

1. Jednościenne nanorurki węglowe(SWCNT) - Mają one zwykle średnicę mniejszą niż 1 nm.

2. Wielościenne nanorurki węglowe(MWCNT) - składają się z kilku koncentrycznie połączonych nanorurek i mają zwykle średnice, które mogą przekraczać 100 nm.

W obu przypadkach CNT mogą mieć różne długości od kilku mikrometrów do centymetrów.

Ponieważ rury są zbudowane wyłącznie z grafenu, mają wiele wspólnych z nim interesujących właściwości.Na przykład CNT są połączone wiązaniami sp2 - są one niezwykle silne na poziomie molekularnym.

Nanorurki węglowe mają również tendencję do łączenia się ze sobą za pomocą sił van der Waalsa.Zapewnia im to dużą wytrzymałość i niską wagę.Zwykle są to również materiały przewodzące prąd elektryczny i ciepło.

„Poszczególne ściany CNT mogą być metalowe lub półprzewodnikowe, w zależności od orientacji siatki względem osi rury, co nazywa się chiralnością”.

Nanorurki węglowe mają również inne niesamowite właściwości termiczne i mechaniczne, które czynią je atrakcyjnymi do opracowywania nowych materiałów.

Co robią nanorurki węglowe?

Jak już widzieliśmy, nanorurki węglowe mają bardzo niezwykłe właściwości.Z tego powodu CNT mają wiele interesujących i różnorodnych zastosowań.

W rzeczywistości od 2013 roku, według Wikipedii za pośrednictwem Science Direct, produkcja nanorurek węglowych przekraczała kilka tysięcy ton rocznie.Te nanorurki mają wiele zastosowań, w tym zastosowanie w:

• Rozwiązania do magazynowania energii
• Modelowanie urządzeń
• Struktury kompozytowe
• Części samochodowe, w tym potencjalnie w samochodach napędzanych wodorowymi ogniwami paliwowymi
• Kadłuby łodzi
• Artykuły sportowe
• Filtry wodne
• Elektronika cienkowarstwowa
• Powłoki
• Siłowniki
• Ekranowanie elektromagnetyczne
• Tekstylia
• Zastosowania biomedyczne, w tym inżynieria tkankowa kości i mięśni, dostarczanie chemikaliów, biosensory i inne

Czym sąwielościenne nanorurki węglowe?

Jak już widzieliśmy, wielościenne nanorurki węglowe to nanorurki wykonane z kilku koncentrycznie połączonych nanorurek.Zwykle mają średnice, które mogą sięgać ponad 100 nm.

Mogą osiągać ponad centymetry długości i zwykle mają proporcje, które wahają się od 10 do 10 milionów.

Wielościenne nanorurki mogą zawierać od 6 do 25 lub więcej koncentrycznych ścian.

MWCNT mają doskonałe właściwości, które można wykorzystać w wielu zastosowaniach komercyjnych.Obejmują one :

• Elektryczne: MWNT są dobrze przewodzące, jeśli są odpowiednio zintegrowane ze strukturą kompozytową.Należy zauważyć, że sama ściana zewnętrzna przewodzi, ściany wewnętrzne nie odgrywają żadnej roli w przewodnictwie.
• Morfologia: MWNT mają wysoki współczynnik kształtu, a ich długość jest zwykle ponad 100 razy większa od średnicy, aw niektórych przypadkach znacznie większa.Ich działanie i zastosowanie opierają się nie tylko na współczynniku kształtu, ale także na stopniu splątania i prostoliniowości rur, co z kolei jest funkcją zarówno stopnia, jak i wymiarów defektów w rurkach.
• Fizyczne: wolne od wad, pojedyncze MWNT mają doskonałą wytrzymałość na rozciąganie, a po zintegrowaniu z kompozytem, ​​takim jak związki termoplastyczne lub termoutwardzalne, mogą znacznie zwiększyć jego wytrzymałość.