Carbon nanotubes: cinneasachadh, cleachdadh, seilbhean

Cumhachd 'S e cudromach an gnìomhachas, a' cluich pàirt chudromach ann am beatha duine. Tha an lùth staid na dùthcha a 'crochadh air obair mòran luchd-saidheans anns a' ghnìomhachas. An-diugh, tha iad a 'lorg tùsan lùtha eile. Airson nan adhbharan seo, tha iad deònach a chleachdadh rud sam bith, bho sholas na grèine agus uisge, a 'crìochnachadh le adhair cumhachd. Tha an uidheam a tha comasach air lùth a ghineadh bho na h-àrainneachd, a tha gu mòr a 'cur luach.

Sealladh farsaing

Carbon nanotubes - fada a roiligeadh graphite plèana le cumadh siolandair. Mar as trice, an tighead a 'ruighinn grunn deichean de nanometers gu grunn ceudameatair a dh'fhaid. Aig deireadh an nanotube 'cruthachadh spherical ceann a tha aon phàirt de fullerene.

Tha cuid de sheòrsaichean de charbon nanotubes: meatailt agus semiconducting. Tha am prìomh eadar-dhealachadh a tha ann an-dràsta conductivity. Tha a 'chiad seòrsa urrainn a dhèanamh an-dràsta aig teòthachd 0 ° C, agus an dàrna --mhàin aig àrd teòthachd.

Carbon nanotubes: seilbhean

As nuadh gluasadan leithid Gnìomhaichte Ceimigeachd no nanotechnology, ceangailte ris a 'nanotubes a tha a' tarraing cairt carbon structar. Dè tha seo? Fo seo structar a 'toirt iomradh air mòr molecules, a tha eadar-cheangailte a-mhàin carbon dadaman. Carbon nanotubes, a tha stèidhichte air na feartan dùinte slige foirm, a tha 'cur luach mòr. A thuilleadh, cruthachadh an dàta a tha air cumadh siolandair. A leithid de thiùban dh'fhaodadh a bhith air an ullachadh le roiligeadh graphite bileagan, an dara cuid a 'fàs bho sònraichte saoraidh. Carbon nanotubes, a tha dealbhan air an sealltainn gu h-ìosal, tha annasach structar. Tha iad a 'tighinn ann an diofar chumaidhean is mheudan: aon-filleadh agus ioma-filleadh, dìreach agus tàrr-gheal. Ged a tha an nanotubes bòidheach cugallach, tha iad an stuth a bu làidire. Mar thoradh air, bha mòran rannsachaidhean air lorg gu bheil iad dualach feartan leithid tensile agus flexural neart. Fo-gnìomha de dhroch meacanaigeach uallach, na h-eileamaidean nach eil cabhag agus chan eil iad a 'briseadh, nach e, faodaidh atharrachadh gu diofar voltages.

toxicity

Mar thoradh air an iomadh rannsachaidhean, a chaidh a lorg gun carbon nanotubes faodaidh an t-aon trioblaidean mar asbestos stuthan, i.e. bhith caochladh malignant tumors a thuilleadh air aillse sgamhain. Tha an ìre de dhroch bhuaidh air asbestos an crochadh air an t-seòrsa agus tighead de na stuthan. Seach carbon nanotubes beag cuideam agus meud, tha iad furasta a dhol a-steach a 'bhuidheann còmhla ris an adhar. Nas fhaide, tha iad a tuiteam ann an pleura agus tha iad a-steach anns a 'chiste, agus mu dheireadh adhbharachadh diofar dhuilgheadasan. Deuchainn saidheans a dhèanamh agus a chur ris a 'bhiadh luch pìosan nanotubes. Toraidhean an trast-thomhas beag cha mhòr nach robh a 'fuireach ann an corp, ach nas motha - cladhach a-steach air ballachan an stamag agus diofar adhbharachadh ghalaran.

modhan ullachaidh

Gu ruige seo, tha na leanas dòighean-obrach a 'dèanamh carbon nanotubes arc-asgaidh, ablation, deatach tasgadh.

Dealan-arm. Ullachadh (carbon nanotubes tha air a mhìneachadh ann an aiste seo) ann an plasma de na dealain-asgaidh, a bhios a 'losgadh le helium. Leithid a 'phròiseas a dh'fhaodadh a bhith a' coileanadh a 'cleachdadh uidheam teicnigeach sònraichte airson a' dèanamh fullerenes. Ach eile arc modhan a chleachdadh ann an dòigh seo. Mar eisimpleir, ann an-dràsta dùmhlachd ìsleachadh, agus an cathodes chleachdadh mhòr taine. Gus a chruthachadh faireachdainn de helium e riatanach aire a thogail Brùthadh den eileamaid seo. Carbon nanotubes fhaighinn le bàrra. Sin an àireamh air a dhol suas, feumaidh sibh a stigh do graphite slat-saoraidh. Anns a 'chuid as motha de chùisean, measgachadh de dhiofar bhuidhnean de meatailt. Nas fhaide air sin, tha atharrachadh ann an sreath agus sputtering dòigh. Mar sin, cathode pellet, agus anns an carbon nanotubes air an cruthachadh. Crìochnaichte bathar a tha ag èirigh gu dìreach bhon cathode agus a chruinnich ann an ultaich. Tha iad fad 40 microns.

Ablyasatsiya. Leithid a chaidh a dh'innlich dòigh le Richard Smalley. Tha brìgh na laighe ann gu bheil eadar-dhealaichte vaporize graphite uachdar ann an reactar, ag obair aig àrd teòthachd. Carbon nanotubes air an cruthachadh leis a 'Deatachadh de graphite ann am pàirt as ìsle de reactar. Fuarachadh agus iad a 'cruinneachadh a' gabhail àite le bhith a 'fuarachadh uachdar. Anns a 'chiad chùis, an àireamh de eileamaidean a tha co-ionann ri 60%, agus an uair sin ann an dòigh seo figear àrdachadh le 10%. Tha cosgais an leusair absolyatsii dòigh tha e nas daoire na h-uile dhaoine eile. San fharsaingeachd, aon-Bhallach nanotubes ullachadh le bhith ag atharrachadh an reaction Teòthachd.

Tha an tasgadh bho na gas ìre. carbon deatach tasgadh dòigh a bh dh'innlich anmoch anns na 50an. Ach cha b 'urrainn duine air cleas le a dhòigh e comasach fhaighinn carbon nanotubes. Mar sin, an toiseach feumaidh tu ullachadh uachdar na mheadhan. Mar a dh'fhaodadh a bhith ghràinneanan beaga de dhiofar mheatailtean, me, cobalt, Nickel agus feadhainn eile. Nanotubes a 'tòiseachadh a' nochdadh bho na bhun filleadh. Tiughad aca an crochadh air meud catalyzing meatailt. Dhèidheadh an uachdar a theasachadh gu àrd Teòthachd, agus an uair sin tha solar gas anns a bheil carbon. Nam measg, - .., Meatàn, atsetelen, ethanol, etc. Mar barrachd phròiseas gas a tha Ammonia. Tha seo a 'riochdachadh dòigh as motha a tha cumanta nanotubes. Tha am pròiseas fhèin a 'gabhail àite aig diofar iomairtean gnìomhachais, mar sin, gu bheil nas lugha de dh'airgead a chosg airson a' dèanamh àireamh mhòr de tiùban. Another brath air an dòigh seo a tha a inghearach Faodaidh Buill a bhith air fhaotainn bho sam bith pìosan meatailt a tha a 'frithealadh mar a phiobrachadh. Ullachadh (carbon nanotubes tha air a mhìneachadh air gach taobh) air a dhèanamh comasach a 'toirt taing airson rannsachadh Suomi Iijima, a' faicinn fo miocroscop airson an coltas mar thoradh air an amalachadh de charbon.

Na prìomh sheòrsachan

Carbon eileamaidean air an seòrsachadh a rèir an àireamh de fillidhean. Tha an seòrsa as simplidhe - aon le ballachan-carbon nanotubes. Gach fear dhiubh Tha tiughad mu 1 NM, agus an fhaid a dh'fhaodadh a bhith fada nas motha. Ma tha sinn a 'beachdachadh air an structar, bhathar a' coimhead coltach graphite Wrap a 'cleachdadh sia-taobhach' ghriod. Anns a 'vertices suidhichte carbons. Mar sin, an tiùb a tha siolandair cumadh, a tha gun dùnadh. Tha ceann shuas na phàirt dùnadh chadalach innealan a dhèanamh suas de fullerene molecules.

An ath-sealladh - multiwall carbon nanotubes. Tha iad air a dhèanamh suas de ghrunnan fillidhean de graphite a tha air an càrnadh ann an cruth siolandair. Therebetween an t-astar air a chumail suas aig 0,34 NM. Tha structar a '-seòrsa seo a tha air a mhìneachadh, a' cleachdadh an dà dhòigh. Air a 'chiad, ioma-tube - beagan neadaichte aon-balla pìoba a' coimhead coltach Ruiseanach Doll. Anns an dàrna, ioma-balla nanotubes tha graphite duilleag a tha air a phasgadh grunn tursan timcheall fhèin, a tha coltach ri pasgadh pàipear-naidheachd.

Carbon nanotubes: iarrtasan

Nithean a tha gu tur ùr ball den chlas de nanomaterials. Mar a chaidh ainmeachadh roimhe, tha iad a 'chlosach structar a diofraichte bho na feartan aig an graphite no daoimean. Tha e uime sin a chleachdadh nas trice na stuthan eile.

Air sgàth leithid feartan mar tensile neart, flexural neart, conductivity, a tha air a chleachdadh ann am mòran raointean:

• mar a tha cur-ris a polymers;
• saoraidh airson solais, a thuilleadh flat pannal taisbeanaidhean acfhainn-làimhe agus lìonraidhean ann an tele-chonaltraidh;
• mar an dealan-de absorber tonn;
• cumhachd iompachadh;
• anodes bataraidh ann an diofar sheòrsa;
• Stòradh haidridean;
• a 'dèanamh sensaran agus capacitors;
• dhèantan riochdachaidh agus leudachadh air an structar aca agus feartan.

Airson iomadh bliadhna, carbon nanotubes, cleachdadh a tha chan gu sònraichte air gnìomhachas, a 'cleachdadh ann an rannsachadh saidheansail. Leithid a stuthan a tha lag ann an suidheachadh a 'mhargaidh, mar a bheil trioblaidean ann le mòr-sgèile a dhèanamh. Puing chudromach eile tha an cosgais àrd carbon nanotubes, a tha mu 120 gram dholair gach aon de na stuthan.

Tha iad air a chleachdadh mar eileamaid bhunaiteach airson a 'dèanamh mòran dhèantan, a tha air an cleachdadh airson a bhith a' dèanamh mòran spòrs bathair. Another gnìomhachas -avtomobilestroenie. Functionalization de charbon nanotubes ann an ealain a tha air a lùghdachadh gu endow polymers conductive lotaichean.

Coefficient de tearmach conductivity de nanotubes tha àrd gu leòr, agus mar sin faodaidh iad a bhith air an cleachdadh mar inneal airson fuarachadh diofar mòr uidheamachd. Cuideachd tha iad air a dhèanamh ceapan a tha ceangailte ris an deuchainn a 'phìob.

Tha a 'mhòr-chuid cudromach meur-iarrtasan a-steach teicneòlas coimpiutaireachd. Air sgàth nanotubes a tha gu h-àraidh flat-pannal taisbeanaidhean. Le cuideachadh dhaibh, faodaidh sibh lùghdachadh mòr air meud a 'choimpiutair, a thuilleadh air a mheudachadh dèanadas teicnigeach. Ready uidheam bi grunn tursan nas motha na an-dràsta teicneòlas. Air a 'bhunait nan sgrùdaidhean sin, faodaidh sibh a chruthachadh àrd-kinescopes.

Thar ùine, na pìoban a thèid a chleachdadh chan ann a mhàin eileagtronaigeach, ach cuideachd na slàinte agus cumhachd.

riochdachaidh

Carbon tubes, a 'dèanamh a tha a' sgaoileadh eadar an dà sheòrsa dhiubh, a sgaoileadh gu cothromach. Ie, MWNT 'dèanamh mòran a bharrachd na SWNT. Tha an dàrna seòrsa a 'dèanamh ann an suidheachadh èiginneach. Diofar chompanaidhean a 'dèanamh a' sìor carbon nanotubes. Ach an t-iarrtas iad pragtaigeach nach eil a 'cleachdadh, oir tha iad a' cosg ro àrd.

ceannardan riochdachaidh

Aig an àm, a 'phrìomh shuidheachadh ann an cruthachadh de charbon nanotubes fuireach dùthchannan Àisianach, riochdachaidh comas a tha nas àirde na 3 tursan nas àirde na ann an dùthchannan eile na Roinn Eòrpa agus Ameireaga. Gu h-àraidh, a 'dèanamh MWNT a tha an sàs ann an Iapan. Ach an dùthchannan eile, leithid Coirea agus Sìona, cha robh concede ann an comharra seo.

Riochdachadh anns an Ruis

Domestic riochdachaidh de charbon nanotubes tha fada air cùl an dùthchannan eile. Gu dearbh, a h-uile càil an crochadh air càileachd an rannsachadh san raon seo. Chan eil an riarachadh maoin gu leòr airson leasachadh saidheans agus teicneòlas ionadan anns an dùthaich. Tha mòran dhaoine nach eil a 'faicinn an leasachadh nanotechnology, oir chan eil fhios agam ciamar a ghabhas a chleachdadh ann an gnìomhachas. Uime sin, a 'gluasad gu eaconamaidh ùr-slighe a' ruith e gu math doirbh.

Uime sin, ceann-suidhe na Ruis a-mach òrdugh, a tha a 'cur an cèill leasachadh an diofar raointean de nanotechnology, nam measg carbon eileamaidean. Airson an adhbhair seo, sònraichte prògram leasachaidh a chaidh a chruthachadh gus dèanamh aca fhèin teicneòlasan. Companaidh "Nanotechnologies" a chaidh a chruthachadh gus am bi a h-uile puingean òrduigh a chaidh a dhèanamh ,. Tha obrachadh a riarachadh suim mhòr bho na staid a 'bhuidseit. B 'i a bu chòir smachd a chumail air an dealbhadh, ullachadh agus buileachadh ann an gnìomhachais iarrtasan de charbon nanotubes. An t-suim a riarachadh a chosg air leasachadh diofar institiudan rannsachaidh agus lannan, a thuilleadh air cuideachadh a 'neartachadh nan euchdan saidheans dachaigheil. Cuideachd, tha na maoin a thèid a chleachdadh airson a 'ceannach de chàileachd àrd uidheam airson a' dèanamh carbon nanotubes. Bu chòir cuideachd a 'gabhail cùram den fheadhainn innealan a bhios a' dìon slàinte a 'chinne-daonna, bho chaidh an stuth ag adhbharachadh caochladh de ghalaran.

Mar a chaidh ainmeachadh roimhe, fad an duilgheadas a tha na laighe ann an togail-airgid. As tasgaidh nach eil ag iarraidh a 'tasgadh ann an rannsachadh agus leasachadh, gu h-àraidh airson ùine fhada. H-uile gnìomhachas ag iarraidh fhaicinn prothaid, ach EH Nano-a dhol airson bliadhna. Sin dè pushes na riochdairean beaga agus meadhanach mòr gnothachasan. A thuilleadh air sin, gun an tasgadh poblach nach bi an làn a 'tòiseachadh a dhèanamh nanomaterials. Another Is e an duilgheadas dìth bunait laghail, o nach eil eadar-mheadhanach eadar na diofar ìrean de na gnothaichean. Uime sin, an carbon nanotube riochdachaidh anns an Ruis, a tha a 'cumail a-mach nach eil, chan eil feum ionmhais a-mhàin, ach cuideachd inntinn tasgadh. Ged a Russian Federation fada bho dùthchannan Àisianach a tha air thoiseach ann an leasachadh nanotechnology.

Gu ruige seo, leasachaidhean ann an gnìomhachas a 'dol an sàs ann an roinnean ceimigeach diofar oilthighean Moscow, Tambov, St. Petersburg, Novosibirsk agus Kazan. A 'phrìomh luchd-saothrachaidh de charbon nanotubes tha companaidh "Garnet" agus Tambov lus "Komsomolets".

Adhartach is àicheil a thaobhan

Am measg na buannachdan urrainn dhuinn an eadar-dhealachadh na feartan sònraichte de charbon nanotubes. Tha iad stuth maireannach, a tha fo bhuaidh na meacanaigeach cuideam Chan eil sgrios. A thuilleadh air sin, tha iad ag obair gu math ann a 'cromadh agus a' sìneadh. Chaidh seo a dhèanamh comasach mar thoradh air an structar dùinte air an fhrèam. Iad a 'cleachdadh chan eil seo ri aon roinn. Tha na pìoban a bhith air a chleachdadh ann an carbadan, eileagtronaigeach, cungaidhean-leigheis agus lùth.

Mhòr rud a tha dhìth 'S e droch bhuaidh air slàinte a' chinne-daonna. Particles nanotubes tighinn a-steach corp an duine, a 'toirt a' tighinn gu malignant tumors agus aillse.

An nì a tha riatanach a thaobh ionmhasachadh roinn seo. Tha mòran dhaoine nach eil airson a thasgadh ann an saidheans, mar a dh'fheumas sibh mòran ùine airson prothaid. Agus gun obrachadh rannsachaidh a-lannan nach urrainn a bhith a 'leasachadh nanotechnology.

co-dhùnadh

Carbon nanotubes aig a bheil prìomh àite ann a bhith ùr-ghnàthach air teicneòlasan. Tha mòran eòlaichean a 'ro-innse a' fàs an gnìomhachas seo anns na bliadhnaichean a tha romhainn. Bidh meudachadh mòr ann an comas riochdachaidh, a bhios a 'lùghdachadh na cosgais bathair. Leis an lùghdachadh ann am prìsean, an tube bi iarrtas mòr ann, agus thèid an stuth gun choimeas airson iomadh innealan is uidheamachd.

Mar sin, fhuair sinn a-mach dè tha na toraidhean sin.