نانولوله کربنی (Carbon nanotube) یکی از مهمترین نانومواد هستند که اخیرا توجه زیادی را سمت خود جلب کرده اند. قبل از سال 1991، تنها دو آلوتروپ اصلی کربن شناخته شده بود. در سال 1991، یک فیزیکدان ژاپنی به نام سومیو لیزیما CNT (آلوتروپ دیگری از کربن) را اختراع کرد.
اجازه دهید تعریف نانولوله های کربنی را مورد بحث قرار دهیم، نانولوله کربنی یک لوله توخالی است که از کربن با قطر نانومتری تشکیل شده است. به طور خلاصه، به صورت CNT نمایش داده می شود. نانولوله ها با تا کردن یا نورد کردن گرافیت دو بعدی به شکل ساختاری استوانه ای شکل می گیرند. نانولوله ها از داخل توخالی هستند. قطر نانولوله حدود 1 تا 3 نانومتر است. طول نانولوله کربنی بسیار بیشتر از قطر آن است. طول نانولوله معمولاً به چند میکرومتر می رسد.
به طور خلاصه، میتوان گفت که کربن نان (CNT) شکل چینخوردهای از ورق گرافن دو بعدی است. CNT (نانولوله های کربنی) خواص مکانیکی فوق العاده ای از خود نشان می دهند.
خواص نانو لوله کربنی
- نانولوله های کربنی سفت هستند. آنها به سختی یک الماس (سخت ترین ماده طبیعی در طبیعت) هستند.
- وزن گرانشی نانولوله بسیار کم است.
- چگالی نانولوله های کربنی یک چهارم چگالی فولاد است.
- نانولوله های کربنی قوی تر از فولاد هستند. آنها خواص مکانیکی فوق العاده ای از خود نشان می دهند. نانولوله های کربنی ده برابر قوی تر از فولاد هستند.
- نانولوله های کربنی ظرفیت حرارتی بالایی دارند. به طور کلی، بیست برابر قوی تر از فولاد است. بنابراین، در گرمایش مانند فولاد گسترش نمی یابد. بنابراین از نانولوله های کربنی در ساخت پل ها و مواد هواپیما استفاده می شود
- در نانولوله های کربنی، هر اتم کربن توسط سه اتم کربن دیگر از طریق پیوندهای کووالانسی احاطه شده است. این پیوندهای کووالانسی کربن-کربن شبکه هایی را به شکل شش ضلعی تشکیل می دهند.
- ساختار کریستالی نانولوله های کربنی به شکل شش ضلعی منظم وجود دارد.
- نانولوله های کربنی الاستیک هستند.
- نانولوله های کربنی رسانای خوبی برای گرما هستند.
- نانولوله های کربنی رسانایی الکتریکی خوبی دارند.
- مدول یانگ نانولولههای کربنی حدود 1 ترا پاسکال است که باعث میشود نانولولههای کربنی 10 برابر قویتر از فولاد باشد.
- نانولوله های کربنی از نظر شیمیایی خنثی هستند. بنابراین، آنها از نظر شیمیایی پایدار هستند. بنابراین، نانولوله های کربنی در برابر خوردگی مقاومت می کنند.
کاربردهای نانو لوله های کربنی
- ذخیره انرژی
- الکترونیک مولکولی
- مواد حرارتی
- مصالح سازه ای
- رسانایی الکتریکی
- پارچه و الیاف
- کاتالیست
- زیست پزشکی
- فیلتر هوا و آب
- پلاستیک های رسانا
- چسب های رسانا
- سرامیک
CNT ها دارای ویژگی های ذاتی مورد نظر در مواد مورد استفاده به عنوان الکترود در باتری ها و خازن ها هستند، دو فناوری که به سرعت در حال افزایش هستند. CNT ها سطح فوق العاده بالایی دارند ( 1000 m2/g)، رسانایی الکتریکی خوب، و مهمتر از همه، هندسه خطی آنها سطح آنها را بسیار در دسترس الکترولیت می کند.
تحقیقات نشان داده است که نانولوله های کربنی دارای بالاترین ظرفیت برگشت پذیر نسبت به مواد کربنی برای استفاده در باتری های لیتیوم یونی هستند.
CNT ها همچنین در انواع اجزای پیل سوختی کاربرد دارند. آنها دارای تعدادی خواص، از جمله مساحت سطح بالا و هدایت حرارتی هستند که آنها را به عنوان پشتیبان کاتالیزور الکترود در پیل های سوختی PEM مفید می کند. آنها همچنین ممکن است در لایه های انتشار گاز و همچنین جمع کننده های جریان استفاده شوند، زیرا رسانایی الکتریکی بالایی دارند.
ویژگیهای استحکام بالا و سختی نسبت به وزن CNTها نیز ممکن است به عنوان بخشی از اجزای کامپوزیتی در سلولهای سوختی که در کاربردهای حملونقل به کار میروند، ارزشمند باشند، جایی که دوام بسیار مهم است.
انواع نانو لوله های کربنی
- نانو لوله کربنی تک دیواره (تک جداره)
- نانو لوله کربنی دو دیواره (دو جداره)
- نانو لوله کربنی چند دیواره (چند جداره)
- نانو لوله کربنی عاملدار شده
نانو لوله های کربنی معمولا برای کاربردهای خاص و همچنین دیسپرس شدن بهتر در آب با گروه های عاملی هیدروکسیل، کربوکسیل و آمین عاملدار می شوند.
| نانو لوله کربن چند جداره | نانو لوله کربن دو جداره | نانو لوله کربن تک جداره | ||||||
| گروه عاملی | قطر نانو لوله | خلوص % | گروه عاملی | قطر نانو لوله | خلوص % | گروه عاملی | قطر نانو لوله | خلوص % |
| – | 10-20 نانومتر | 95 | – | 2-4 نانو متر | 60 | – | 1-2 نانو متر | 95 |
| هیدروکسیل | 10- 20 نانومتر | 95 | هیدروکسیل | 2-4 نانو متر | – | – | 1-2 نانو متر | 98 |
| کربوکسیل | 10- 20 نانومتر | 95 | کربوکسیل | 2-4 نانو متر | – | کربوکسیل | 1-2 نانو متر | 98 |
| دوپ شده با نقره | – | 98 | آمین | 2-4 نانو متر | – | هیدروکسیل | 1-2 نانو متر | 98 |
| – | 20-30 نانومتر | 95 | – | – | – | آمین | 1-2 نانو متر | 98 |
| هیدروکسیل | 20- 30 نانومتر | 95 | – | – | – | – | – | – |
| کربوکسیل | 20- 30 نانومتر | 95 | – | – | – | – | – | – |
| – | 30-50 نانومتر | 95 | – | – | – | – | – | – |
| هیدروکسیل | 30- 50 نانومتر | 95 | – | – | – | – | – | – |
| کربوکسیل | 30- 50 نانومتر | 95 | – | – | – | – | – | – |
| آمین | 40 نانومتر | 98 | – | – | – | – | – | – |
| – | 50-80 نانومتر | 95 | – | – | – | – | – | – |
| گرافیتی شده | 20-30 نانومتر | 99 | – | – | – | – | – | – |
| گرافیتی شده-هیدروکسیل | 20-30 نانومتر | 99 | – | – | – | – | – | – |
| گرافیتی شده-کربوکسیل | 20-30 نانومتر | 99 | – | – | – | – | – | – |
چرا ردوکس کالا؟
ردوکس کالا با تیم متخصص در زمینه نانومواد و انرژی بهترین محصولات مورد نیاز شما را تامین می کند.
ردوکس کالا صرفا فروشنده نیست و کالاهای مورد نیاز پژوهشگران را با دانش تخصصی تیم خود تامین می کند.
محصولات ردوکس کالا قبل از فروش به مشتری توسط کارشناسان تست می شود این به این معنی است که شما با خیال آسوده از عملکرد محصولات می توانید محصولات را تهیه کنید.
