Allt om kol nanorör

Forskare vet inte allt om kolananorör eller CNT: er kort, men de vet att de är mycket tunna, lättvikta ihåliga rör som består av kolatomer. En kolananrör är som ett ark med grafit som rullas in i en cylinder, med distinkta sexkantiga gitterverk som utgör arket. Kolnanorör är extremt små; diametern på en kol nanorör är en nanometer, som är en tiotusendel (1 / 10.000) diametern för ett människohår. Kolananorör kan produceras i olika längder.

Kolnanorör klassificeras enligt deras strukturer: nanorör med en vägg (SWNT), nanorör med dubbla väggar (DWNT) och nanorör med flera väggar (MWNT). De olika strukturerna har individuella egenskaper som gör nanorören lämpliga för olika applikationer.

På grund av deras unika mekaniska, elektriska och termiska egenskaper ger kolnanorör spännande möjligheter för vetenskaplig forskning och industriella och kommersiella tillämpningar. Det finns mycket potential för CNT i kompositindustrin.

Hur tillverkas kolananorör?

Ljusflammor bildar kolananorör naturligt. För att använda kolananorör i forskning och i utvecklingen av tillverkade varor utvecklade forskare dock mer pålitliga produktionsmetoder. Medan ett antal produktionsmetoder används, är kemisk ångavsättning, bågeutladdning och laserablering de tre vanligaste metoderna för att producera kolananorör.

Vid kemisk ångavsättning odlas kolananorör från nanopartiklar av metall som ströks på ett underlag och värms upp till 700 grader Celsius (1292 grader Fahrenheit). Två gaser som införts i processen startar bildandet av nanorören. (På grund av reaktivitet mellan metaller och elektriska kretsar används zirkoniumoxid ibland istället för metall för nanopartikelfrön.) Kemisk ångavsättning är den mest populära metoden för kommersiell produktion.

Bågeutladdning var den första metoden som användes för att syntetisera kolananorör. Två kolstänger placerade från ände till ände bågförångas för att bilda kolananorören. Även om detta är en enkel metod, måste kolananorören separeras ytterligare från ångan och soten.

Laserablation parar en pulserande laser och en inert gas vid höga temperaturer. Den pulserade lasern förångar grafiten och bildar kolananorör från ångorna. Liksom med bågeutladdningsmetoden måste kolnanorören renas ytterligare.

Fördelar med kol nanorör

Kolnanorör har ett antal värdefulla och unika egenskaper, inklusive:

• Hög termisk och elektrisk konduktivitet
• Optiska egenskaper
• Flexibilitet
• Ökad styvhet
• Hög draghållfasthet (100 gånger starkare än stål per viktenhet)
• Lättvikt
• Område för elektrokonduktivitet
• Förmågan att manipuleras är ändå stark

När de används på produkter ger dessa egenskaper enorma fördelar. Till exempel, när de används i polymerer, kan bulkol-nanorör förbättra de elektriska, termiska och elektriska egenskaperna hos produkterna.

Applikationer och användningsområden

Idag hittar kolananorör tillämpning i många olika produkter, och forskare fortsätter att utforska nya kreativa applikationer.

Nuvarande applikationer inkluderar:

• Cykelkomponenter
• Vindturbiner
• Plattskärmar
• Skanna sondmikroskop
• Avkänningsenheter
• Marinmålningar
• Sportutrustning, som skidor, baseball fladdermöss, hockeypinnar, bågskytte och surfbrädor
• Elektriska kretsar
• Batterier med längre livslängd
• Elektronik

Framtida användningar av kolananorör kan inkludera:

• Kläder (stick-proof och skottsäker)
• Halvledarmaterial
• Rymdskepp
• Rymdshissar
• Solpaneler
• Cancer behandling
• Pekskärmar
• Energilagring
• Optik
• Radar
• biobränsle
• LCD-skärmar
• Submikroskopiska provrör