نانولوله های کربنی

نانولوله های کربنی

 

نانولوله های کربنی صفحات گرافیتی هستند که به صورت استوانه های تو خالی یکپارچه پیچیده شده اند. این نانولوله های کربنی شامل دو

نوع نانولوله های تک دیواره و نانولوله های چند دیواره هستند که به ترتیب در سال ۱۹۹۱ و ۱۹۹۳ بوسیله ایجیما کشف شده اند .نانولوله های

تک دیواره ساده ترین هندسه را داشته و قطر آن در محدوده ۰٫۸ و ۲ نانومتر است در حالی که نانولوله های چند دیواره از چندین استوانه هم

محور تشکیل شده که قطر آن ها به بیش از ۱۰۰ نانومتر می رسد. در شکل زیر ساختار انواع نانو لوله های نشان داده شده است .

 

 

 

نانولوله تک دیواره و چند دیواره

ویژگی های نانولوله های کربنی

نانولوله های کربنی دسته جدیدی از نانوساختارها هستند که به طور قابل توجهی از اتم های کربن تشکیل شده اند .

نانولوله های کربنی ،ساختارهایی هستند که در عین انعطاف پذیری استحکام بالایی داشته و قدرت کششی مشابه فولاد دارند .

آن ها در دما و فشار استاندارد، از لحاظ شیمیایی در برابر خوردگی مقاوم و تحت اتمسفر خنثی تا دمای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد پایداری

حرارتی دارند. علاوه بر این، رسانایی الکتریکی این ساختارها ۱۰۰۰ برابر مس است .

خواص شیمیایی، فیزیکی ،مکانیکی و الکتریکی منحصر به فرد نانولوله های کربنی ،منجر به گسترش کاربرد های آن ها از نانوبیوحسگرها ، تا ژن

درمانی، سیستم های رهایش دارو همچنین تقویت مواد

شده است .

نانوله های کربنی چند دیواره

نانولوله های کربنی چند دیواره که بوسیله ایجیما ساخته شدند، در دمای بسیار بالا ( نزدیک ۳۵۰ درجه سانتیگراد ) و با استفاده از یک جرقه

میان الکترودهای گرافیتی تولید شده بودند .

امروزه این نانولوله ها به صورت صنعتی در دمای پایین تر و با استفاده از فرایند رسوب دهی شیمیایی بخار تولید می شوند که بوسیله اندو و

همکارانش در دهه ۱۹۷۰ ابداع شد.

هر سال صدها تن نانولوله کربنی تولید می شوند که بسیار بیشتر از تولید نانولوله های تک دیواره است.

 

ویژگی های زیر در مورد نانولوله های کربنی مورد نظر است:

♦  نوع نانولوله کربنی چند دیواره ( استوانه های هم مرکز ، فنجان های فشرده شده یا لوله های پیچیده شده ، تعداد دیواره ها و لوله ها )

♦  شکل انتهای نانولوله ها ( باز یا بسته )

♦   توصیف هر نوع شاخه یا انشعاب

♦   عرض یا قطر درونی ترین دیواره ( میانگین و محدوده )

♦   اندازه حلقه سلول واحد کربنی و اتصال آن

♦   ریخت شناسی نانولوله ها در امتداد محور طولی (مستقیم ،خمیده و قلابی )

♦   جهت گیری ترجیحی آرایه های شش ضلعی درون نانولوله ها و در طول محور آن ها

♦   اندازه ذرات کاتالیزور مورد استفاده در تولید نانولوله ها

♦   وزن مولکولی ( میانگین و محدوده )

 

روش های ساخت نانولوله های کربنی

♦  نانولوله های کربنی عمدتا توسط ۳ روش زیر ساخته می شوند.

♦  تخلیه قوس الکتریکی

♦  گداخت لیزری

♦  رونشست بخار شیمیایی

 

 

 

تصویر سه بعدی نانو کربن لوله ای 

 

 

در جدول زیر خلاصه ای از روش های تولید اصلی و بهره وری نانولوله های کربن بیان شده است.

 

[table id=1 /]