Carbon nanotubes: istehsal, istifadə, xassələri

Energy insan həyatında mühüm rol oynayır mühüm sənaye edir. bir ölkənin enerji dövlət sənayesində çox alimlərin iş asılıdır. Bu gün onlar üçün axtarış alternativ enerji mənbələri. Bu məqsədlə, onlar hava gücü ilə bitirərək, günəş işığı və su, bir şey istifadə etməyə hazırıq. ətraf mühitin enerji yaratmaq edə avadanlıq, çox yüksək qiymətləndirilir.

Baxış

Carbon nanotubes - Bir silindrik forma ilə uzun yayılmış qrafit təyyarə. Adətən, onların qalınlığı uzun bir neçə santimetr nanometr bir neçə onlarla çatır. Nanotube sonunda fulleren biri hissəsi olan sferik baş təşkil edir.

metal və yarımkeçirici: karbon nanoborular bəzi növləri var. əsas fərq cari keçiriciliyi var. Birinci növü 0 ° C temperaturda cari aparmaq, ikinci bilər - yalnız yüksək temperaturda.

Carbon nanotubes: xassələri

karbon skelet quruluşu var nanoborular ilə bağlı belə Tətbiqi Kimya ya nanotexnologiya kimi ən müasir tendensiyaları. Bu nədir? bu qurumun əsasən qarşılıqlı yalnız karbon atomları olan böyük molekulların aiddir. qapalı shell forma xüsusiyyətləri əsaslanır Carbon nanotubes, yüksək qiymətləndirilir. Bundan başqa, məlumatların formalaşması silindrik formalı var. Belə borular xüsusi katalizator inkişaf ya, qrafit vərəqələri yayma tərəfindən hazırlana bilər. şəkillər aşağıda göstərilmişdir Carbon nanotubes, qeyri-adi bir quruluşa sahib. düz və sinuous tək qat və çox qatı, Onlar müxtəlif formalı və ölçülü olur. nanotubes olduqca kövrək olmasına baxmayaraq, onlar güclü material var. Nəticədə, bir çox iş belə zərbəyə və əyilən gücü xas xüsusiyyətləri var ki, gördük. ağır mexaniki stress təsiri altında, elementləri müxtəlif gərginliklər tənzimləmək bilər ki, qamış yoxdur və qırmaq deyil.

toksiklik

Çox araşdırmalar nəticəsində karbon nanotubes bədxassəli şişlərin bir sıra olan yəni asbest liflər, eləcə də ağciyər xərçəngi kimi eyni problemlər yarada bilər ki, aşkar edilmişdir. asbest mənfi təsir dərəcəsi onun lifləri növü və qalınlığı asılıdır. karbon nanotubes kiçik çəki və ölçüsü var, onlar asanlıqla hava ilə birlikdə bədən daxil edin. Bundan başqa, onlar plevranın düşmək və sinə daxil edilir və nəticədə fəsadların bir sıra səbəb olur. Alimlər bir eksperiment apararaq və siçan hissəciklər nanoborular ərzaq əlavə. kiçik diametrli Products demək olar ki, bədən qalmaq, lakin böyük etməyib - mədə divarları daxil qazılmış və müxtəlif xəstəliklərə səbəb olur.

hazırlanması üsulları

Tarix üçün, karbon nanoborular qövs pulsuz, ablasyon, buxar çökmə istehsal üçün aşağıdakı üsulları var.

Electric axıdılması. helium ilə yandırır elektrik pulsuz, plazma (karbon nanotubes bu məqalədə təsvir olunur) hazırlanması. Belə bir proses fullerenes istehsalı üçün xüsusi texniki avadanlıqdan istifadə həyata keçirilə bilər. Amma digər qövs rejimi bu metodu istifadə olunur. Məsələn, cari sıxlığı azalır və katod böyük qalınlığı istifadə olunur. helium bir atmosfer yaratmaq üçün bu element təzyiqi artırmaq lazımdır. Carbon nanotubes çiləmə üsulu ilə əldə. onların sayı artmışdır ki, bir qrafit rod katalizator daxil olmalıdır. Əksər hallarda, metal müxtəlif qruplar bir qarışığıdır. Bundan başqa, təzyiq və sputtering metodu bir dəyişiklik var. Belə ki, katod kürəcik və karbon nanotubes orada formalaşır. Hazır məhsullar katod olan şaquli yüksələn və paketləri daxil toplanmışdır. Onlar 40 mikron uzunluğu var.

Ablyasatsiya. Belə bir üsul Richard Smalley tərəfindən icad edilmişdir. Onun mahiyyəti yüksək temperaturda fəaliyyət göstərən bir reaktor əslində müxtəlif buxarlanmaq qrafit səthi yerləşir. Carbon nanotubes reaktorun aşağı hissəsində qrafit buxarlanma ilə formalaşır. Soyutma və onların toplanması soyutma səthi vasitəsilə yer tutur. Birinci halda, elementlərin sayı 10% artıb Bu üsul rəqəm sonra, 60% -ə bərabərdir. lazer absolyatsii metodu dəyəri bütün daha çox bahalı. Ümumiyyətlə, tək-divarlı nanotubes reaksiya temperatur dəyişən hazırlanıb.

qaz mərhələsində çökmə. karbon buxar çökmə telefon gec 50-ci illərində icad edilmişdir. Amma heç kim vasitəsilə karbon nanotubes almaq mümkün olduğunu nəzərdə tutulmuş ola bilər. Belə ki, ilk siz katalizator səthi hazırlamaq lazımdır. müxtəlif metallar, məsələn, kobalt, nikel və digər gözəl hissəciklər ola bilər. Nanoborular katalizator qat çıxmağa başlayır. Onların qalınlığı metal catalyzing ölçüsü asılıdır. səth yüksək temperatur qızdırılır, sonra qaz olan karbon təchizatı var. Onların arasında - daha proses qaz və s .. Metan, atsetelen, etanol, ammonyak edir. Bu istehsal üsulu ən ümumi nanotubes edir. az pul borular çox sayda istehsalı üçün sərf olunur ki, proses özü, müxtəlif sənaye müəssisələrində yer tutur. Bu metodun bir üstünlüyü şaquli üzvləri katalizator kimi xidmət hər hansı bir metal hissəciklər əldə edilə bilər. (Karbon nanotubes bütün tərəflər təsvir olunur) hazırlanması karbon sintezi nəticəsində onların görünüşü üçün mikroskop altında müşahidə Suomi İijima, tədqiqat sayəsində mümkün.

əsas növləri

Carbon elementləri qat sayına görə təsnif edilir. sadə cür - bir-divarlı karbon nanotubes. Onların hər biri təxminən 1 nm qalınlığı var və onların uzunluğu daha böyük ola bilər. biz strukturu nəzərə alsaq, məhsul altıbucaqlı grid istifadə qrafit paketi kimi görünür. onun təpə ildə karbonlar yerləşir. Belə ki, boru heç bir seams olan bir silindrik forma var. yuxarı hissəsi fulleren molekulların ibarət qapaqlar cihazlar bağlayır.

Next view - müttəfiq karbon nanotubes. Onlar silindr şəklində dizilir qrafit bir neçə qat ibarətdir. məsafə therebetween 0,34 nm saxlanılır. Bu tip strukturu iki üsulları istifadə edərək təsvir edilir. Rusiya kukla kimi görünür ki, bir neçə nested tək divar boru - ilk, multi-boru. ikinci olaraq, multi-divarlı nanotubes bir qatlanmış qəzet bənzər öz ətrafında bir neçə dəfə bükülür qrafit hesabatı var.

Carbon nanotubes: applications

Məhsul nanomaterialların sinif yeni üzvüdür. Əvvəl qeyd edildiyi kimi, onlar qrafit və ya almaz xassələri fərqlənir bir karkas quruluşu var. Buna görə də digər materiallar daha tez-tez istifadə olunur.

Due zərbəyə davamlılıq, əyilən gücü, keçiriciliyi kimi xüsusiyyətləri, bir çox sahələrdə istifadə olunur:

• polimerlər aşqar kimi;
• işıqlandırma cihazları, eləcə də telekommunikasiya şəbəkələrində düz panel ekran və telefonlar üçün katalizator;
• elektromaqnit dalğaların bir absorber kimi
• güc dönüşüm;
• müxtəlif batareya növ anodlar;
• hidrogen Storage;
• sensorlar və kondensatorların istehsal;
• kompozitlərin istehsal və onların strukturu və xassələri amplification.

Uzun illər, karbon nanoborular üçün istifadə elmi araşdırmalarda istifadə bir xüsusi sənaye məhdud deyil. geniş miqyaslı istehsal problemlər var kimi maddi, bazarda zəif mövqeyə malikdir. Digər mühüm məqam maddə bir qram 120 dollar karbon nanoborular yüksək dəyəri var.

Onlar bir çox idman malları üçün istifadə bir çox kompozitlərin, istehsalı üçün əsas element kimi istifadə olunur. Başqa bir sənaye -avtomobilestroenie. incəsənət karbon nanoborular fonksiyonlandırma polimerlər keçirici xassələri bəxş azaldılır.

nanoborular istilik keçiriciliyi əmsalı kifayət qədər yüksək, belə ki, onlar müxtəlif kütləvi avadanlıq üçün soyutma cihaz kimi istifadə edilə bilər. Həmçinin onlar sonda borular əlavə olunur caps etdik.

ən mühüm filialı applications kompüter texnologiyası daxildir. Due nanotubes xüsusilə düz panel ekran var. Onların köməyi ilə, siz əhəmiyyətli dərəcədə kompüter ölçüsünü azalda bilər, eləcə də texniki performansı artırmaq üçün. Ready avadanlıq cari texnologiya bir neçə dəfə çox olacaq. Bu işlər əsasında, yüksək kinescopes yarada bilərsiniz.

Zamanla, borular də sağlamlıq və enerji sektorları yalnız elektronika istifadə, lakin olunacaq.

istehsal

Carbon borular, istehsal onların iki növ arasında bölüşdürülür bərabər paylanmışdır. Yəni, MWNT SWNT daha çox istehsal edir. təcili do ikinci növ. Müxtəlif firmalar davamlı karbon nanotubes istehsal edir. onlar çox yüksək başa çünki tələb onlar demək olar ki, istifadə etməyin.

liderləri istehsal

Hazırda karbon nanoborular istehsalında aparıcı mövqe Asiya ölkələri işğal istehsal gücü Avropa və Amerikanın digər ölkələri ilə müqayisədə daha yüksək 3 dəfə çoxdur. Xüsusilə, MWNT istehsal Yaponiya ilə məşğul olur. Lakin bu Koreya və Çin kimi digər ölkələr bu göstərici güzəşt etməyib.

Rusiyada Production

karbon nanoborular yerli istehsal uzaq digər ölkələrin arxasında. Əslində, hər şey bu sahədə tədqiqat keyfiyyəti asılıdır. Ölkədə elm və texnologiya mərkəzlərinin inkişafı üçün kifayət qədər vəsait ayrılıb deyil. Hesab edirəm ki, sənayedə istifadə edilə bilər necə bilmirəm, çünki bir çox insanlar, nanotexnologiya inkişafını dərk etmirlər. Buna görə də, yeni iqtisadiyyat cığır çalışır keçid olduqca çətindir.

Buna görə də, Rusiya prezidenti karbon elementləri, o cümlədən nanotexnologiyaların müxtəlif sahələrdə inkişafına müəyyən sərəncam verib. Bu məqsədlə xüsusi inkişaf proqramı yaradılmışdır öz istehsal texnologiyaları. üçün bütün xal edilmişdir ki, şirkət "Nanotexnologiyalar" yaradılmışdır ,. Onun fəaliyyəti dövlət büdcəsindən böyük məbləğ ayrılıb. Bu karbon nanoborular sənaye applications dizayn, istehsal və icrasına nəzarət kimin o idi. məbləği müxtəlif tədqiqat institutları və laboratoriyaları inkişafına sərf, eləcə də daxili alimlərin mövcud nailiyyətləri möhkəmləndirmək kömək etmək ayırıb. Ayrıca, bu vəsait karbon nanoborular istehsalı üçün yüksək keyfiyyətli avadanlıqların alınması üçün istifadə olunacaq. material xəstəliklərin bir sıra səbəb olur, çünki, həmçinin, insan sağlamlığını qoruyacaq bu cihazların qayğı olmalıdır.

Əvvəl qeyd edildiyi kimi, bütün problem vəsaitlərin artırılması yatır. Ən investorlar, xüsusilə uzun müddət, tədqiqat və inkişaf investisiya istəmirəm. Bütün biznes mənfəət görmək istəyirəm, lakin Nano-edə ildir gedin. Bu kiçik və orta biznes nümayəndələri məcbur budur. Bundan əlavə, dövlət investisiya olmadan tam nanomaterialların istehsalına başlamaq deyil. iş müxtəlif mərhələlərində arasında heç bir vasitəçi var-ci ildən başqa bir problem, hüquqi bazanın olmamasıdır. Buna görə də, iddia deyil, Rusiyada karbon Nanotube istehsal, maliyyə, həm də ruhi investisiya deyil tələb edir. Rusiya Federasiyası Asiya ölkələri uzaq olsa da nanotexnologiya inkişafında aparıcı olunur.

Bu günə qədər, sənaye inkişaflar Moskva, Tambov, Sankt-Peterburq, Novosibirsk və Kazan müxtəlif universitetlərin kimyəvi şöbələri ilə məşğul olan. karbon nanoborular aparıcı istehsalçıları "Garnet" və Tambov zavodu "Komsomolets" firması var.

Müsbət və mənfi cəhətləri

üstünlükləri arasında karbon nanoborular xüsusi xassələri ayırt edə bilərsiniz. Onlar mexaniki stress təsiri məhv altında bir davamlı material var. Bundan əlavə, onlar əyilmə və uzanan yaxşı işləyir. Bu, çərçivəsində qapalı quruluşuna mümkün olmuşdur. Onların istifadə bir sektoru ilə məhdudlaşmır. borular avtomobil, elektronika, tibb və enerji istifadə edilmişdir.

Böyük günah insan sağlamlığına mənfi təsir edir. insan orqan daxil Particles nanotubes, bədxassəli şişlər və xərçəng səbəb.

Mühüm aspekt bu sektorun maliyyələşdirilməsi edir. Bir çox insanlar mənfəət üçün çox vaxt lazımdır kimi, elm investisiya istəmirəm. Və fəaliyyət olmadan tədqiqat laboratoriyaları nanotexnologiya inkişaf ola bilməz.

nəticə

Carbon nanotubes innovasiya texnologiyalarının böyük rol oynayır. Bir çox ekspertlər önümüzdəki illərdə bu sahənin artım proqnozlaşdırırlar. malların dəyəri azaldacaq istehsal gücü əhəmiyyətli artım olacaq. qiymətlərin düşməsi ilə boru böyük tələbat olacaq, və bir çox cihazlar və avadanlıqlar üçün əvəzolunmaz material olacaq.

Beləliklə, biz bu məhsulları nədən aşkar.