Oglekļa nanocaurules definīcija
Oglekļa nanocaurules ir nanomēroga cauruļveida struktūras, kas sastāv no oglekļa atomiem. Tie sastāv no viena vai vairākiem oglekļa atomu slāņiem, kas izvietoti sešstūra režģī, un tai ir forma, kas līdzīga satītām nanocaurulēm. Oglekļa nanocaurulēm piemīt izcilas mehāniskās īpašības, elektriskā vadītspēja un siltumvadītspēja, tādējādi piesaistot plašu pētījumu un pielietojuma interesi.
Oglekļa nanocaurulīšu veidi
Oglekļa nanocaurules parasti klasificē divos veidos: vienas sienas oglekļa nanocaurules (SWCNT) un daudzsienu oglekļa nanocaurules (MWCNT).
Vienas sienas oglekļa nanocaurules veido viena oglekļa atomu viena slāņa izvietojums, izveidojot dobu cauruļveida struktūru. Viņu diametrs parasti ir vairāku nanometru diapazonā, savukārt to garums var sasniegt desmitiem mikrometru. Vienas sienas oglekļa nanocaurulēm ir lieliskas elektroniskās transporta īpašības, un tām tiek uzskatīts, ka tām ir potenciāls pielietojums elektroniskās ierīcēs un nanotehnoloģijās.
Daudz sienu oglekļa nanocaurules veido kopā ar ligzdotām vairākām koncentriskām oglekļa nanocaurulēm. Atstatums starp daudz sienu oglekļa nanocaurules ārējiem un iekšējiem slāņiem var mainīties atkarībā no slāņu skaita. Viņiem parasti ir lielāks diametrs un lielāks mehāniskais stiprums, un tādējādi viņiem ir vairāk priekšrocību noteiktos lietojumos, piemēram, pastiprinātos kompozītmateriālos un katalizatora nesējus utt.
Oglekļa nanocaurules īpašības
Oglekļa nanocauruļu morfoloģiskā struktūra tām piešķir lieliskas mehāniskās īpašības. Viņu izturība ir vairākas reizes lielāka par tēraudu, tomēr tie ir ļoti viegli. Tas padara oglekļa nanocaurules par ideālu pastiprinošu materiālu materiālu zinātnes jomā. Oglekļa nanocaurules var pievienot kompozītmateriāliem, lai uzlabotu to izturību un stingrību. Turklāt oglekļa nanocaurulēm ir arī augsta elastības modulis un izturība pret nogurumu, kas padara tās daudzsološas augstas veiktspējas šķiedru un nanosensoru sagatavošanā utt.
Oglekļa nanocauruļu elektriskā vadītspēja ir arī viena no to ievērojamajām īpašībām. Vienas sienas oglekļa nanocaurulēm ir lieliskas elektroniskās transporta īpašības, un tās var izmantot kā nanoelektronisko ierīču komponentus. Viņu elektriskā vadītspēja ir salīdzināma ar metāliem, bet tiem ir arī nanomēroga izmēri. Tas liek oglekļa nanocaurulēm ir plašs pielietojums elektronikas jomā, piemēram, nanotransistori, lauka emisijas displeji un sensori utt.
Turklāt ļoti lieliska ir oglekļa nanocauruļu siltumvadītspēja. Sakarā ar tās režģa struktūras unikalitāti oglekļa nanocaurulēm ir augsta siltumvadītspēja un tās var ātri pārnest siltumenerģiju. Tas padara tos potenciāli piemērojamus termiskās pārvaldības un termiskās saskarnes materiālos. Oglekļa nanocaurules var izmantot, lai sagatavotu ļoti efektīvus siltumvadītspējīgus materiālus, piemēram, termiskās saskarnes materiālus siltuma izkliedēšanai un termisko kontaktu elektroniskajās ierīcēs.
Turklāt oglekļa nanocaurulēm ir arī daudzas citas ievērojamas īpašības. Viņiem ir ķīmiska stabilitāte un liels specifisks virsmas laukums, kas padara tos potenciāli vērtīgus tādos laukos kā katalizatori, enerģijas uzkrāšana un vides pielietojums. Oglekļa nanocaurulēm ir lieliska veiktspēja kā katalizatora nesēji, un tās var izmantot ļoti efektīvu katalizatora materiālu sagatavošanai. Turklāt oglekļa nanocaurules tiek plaši izmantotas enerģijas uzglabāšanas ierīcēs, piemēram, baterijās un superkondensatoros, lai uzlabotu to veiktspēju un enerģijas uzkrāšanu.
Lieliskā oglekļa nanocauruļu elektriskā vadītspēja un lieluma ietekme padara tās par ideālu izvēli nākamās paaudzes nanoelektroniskajām ierīcēm. Turklāt oglekļa nanocaurules var izmantot arī elastīgu elektronisko ierīču, piemēram, izliektu displeju un valkājamo ierīču, ražošanai.