Ar savu unikālo struktūru, iegūstot izcilu veiktspēju, dobās oglekļa nanocaurules pakāpeniski progresē lietojumprogrammā vairākos progresīvos laukos, īpaši parādot īpašu vērtību ekstrēmā vidē un scenārijos, kuriem nepieciešama precīza kontrole.
Katalizatora pielietojums mākslīgajā fotosintēzē
Mākslīgajai fotosintēzei nepieciešami efektīvi un stabili katalizatora nesēji. Dobu oglekļa nanocauruļu doba struktūra var nodrošināt slēgtu reakcijas vidi, samazinot katalizatora aglomerāciju un zaudējumus, un to vadītspēja var veicināt fotogenizētu lādiņu pārnešanu. Eksperimentālie rezultāti rāda, ka sistēmai, kas to izmanto kā nesēju, ir oglekļa dioksīda pārveidošanas efektivitāte, kas ir aptuveni par 20% augstāka nekā tradicionālie nesēji, un katalizatora stabilitāte ir palielinājusies par vairāk nekā trīs reizes. Tagad tas ir ienācis izmēģinājuma ražošanas posmā.
Materiālu pielietojums ekstrēmā vidē
Aviācijas un kosmosa vidē dobu oglekļa nanocauruļu aksiālā siltumvadītspēja pārsniedz 3000 w/(m · k), un tas paliek stabils virs 1000 grādu. Apvienojumā ar keramiku materiālam tiek veiktas pēkšņas izmaiņas no -196 pakāpes līdz 1200 grādiem bez acīmredzamām plaisām, un tam ir lieliska termiskā trieciena pretestība. Tajā pašā laikā tā elektriskā stabilitāte ekstrēmās temperatūrās var kalpot kā signāla pārraides līdzeklis augstas temperatūras sensoriem, un tā ir pārbaudīta un piemērota aviācijas zondes termiskās uzraudzības modulī.
Bioelektronisko saskarņu pētījumi
Bio-elektroniskajām saskarnēm ir augstas prasības materiālu bioloģiskai savietojamībai, elektriskajai veiktspējai un stabilitātei. Dobi oglekļa nanocaurules var precīzi saistīties ar bioloģiskajiem audiem, izmantojot ķīmiskas modifikācijas. Implantējamos neironu elektrodos to pārklājums var samazināt saskarnes pretestību un uzlabot signāla pārraides efektivitāti. Eksperimentos ar dzīvniekiem signāla jutība saglabājās virs 85% no sākotnējās vērtības pēc 12 mēnešu implantācijas, kas ir daudz augstāks nekā tradicionālie metāla elektrodi. Pašlaik tas ievada preklīnisko novērtējumu.
Izpēte kvantu tehnoloģiju jomā
Īpašas strukturētas dobu oglekļa nanocaurules var veidot stabilus kvantu punktus, elektronu griešanās zemas temperatūras koherences laikam sasniedzot mikrosekundes līmeni, nodrošinot jaunu opciju cietvielu kvantu kvantu bitiem. Balstoties uz to, viena elektronu tranzistori ir sasnieguši sākotnēju kvantu stāvokļa regulēšanu, lai arī tas joprojām ir tālu no praktiska, tas nodrošina jaunu virzienu kvantu skaitļošanas materiālu sistēmām.
Tehnoloģiskie sasniegumi sagatavošanā
Ķīmisko tvaiku nogulsnēšanās metodei ir divi galvenie sasniegumi: atomu slāņa nogulsnēšanās kontrolē katalizatoru sadalījumu ar vienas sienas caurules diametra novirzi, kas ir mazāka vai vienāda ar 0. 1 nm; Nepārtraukta fluidizēta gultas ierīce palielina ražošanas efektivitāti par 10 reizēm un samazina izmaksas par 40%. Tas veicina tās pāreju no laboratorijas uz izmēģinājuma ražošanas posmu. Dažas komandas ir sasniegušas kilogramu mēroga augstas tīrības pakāpes ražošanu un izmantojusi to bioloģiskā elektronisko saskarņu partijas ražošanai.
Pašlaik dobi oglekļa nanocauruļu lietojumprogrammas saskaras ar tādām problēmām kā materiāla raksturojuma precizitāte un ilgtermiņa stabilitāte. Tomēr ar tehnoloģiju nobriešanu sagaidāms, ka tehnoloģiju sasniegumi tiks veidoti tādās jomās kā enerģijas pārveidošana un ekstrēmas vides inženierija nākamajos 5-10 gados.