معلومات

الأنابيب النانوية

الأنابيب النانوية

تعريف الأنبوب النانوي

ال أنابيب الكربون النانوية ربما تمثل العناصر الأخرى أهم منتج مشتق من البحث في الفوليرين حتى الآن (العلماء من أصل إسباني لا يتفقون على ترجمة كلمة فوليرين - في أعمال مختلفة يمكن العثور على الكلمة الأصلية ، أو الفوليرين الفوليرين ... سنستخدم دائمًا الأصل المستخدم في الدوائر البحثية ، لتجنب الالتباس) قادت الأنابيب النانوية العلماء والحائزين على جائزة نوبل روبرت كيرل وهارولد كروتو وريتشارد سمالي لاكتشاف C60 كرة بوكي.

تتكون الأنابيب النانوية من ورقة أو أكثر من الجرافيت أو مادة أخرى ملفوفة حول نفسها. بعض الأنابيب النانوية محاطة بنصف كرة من الفوليرين ، والبعض الآخر غير مغلق. توجد أنابيب نانوية أحادية الطبقة (أنبوب واحد) ومتعددة الطبقات (عدة أنابيب يتم إدخال أحدها داخل الأخرى ، على طراز الدمى الروسية الشهيرة). تسمى الأنابيب النانوية أحادية الطبقة الأنابيب النانوية جدار واحد (SWNTS) ومتعددة الطبقات ، الأنابيب النانوية متعددة الجدران (MWNT)

يبلغ قطر الأنابيب النانوية بضعة نانومترات ، ومع ذلك ، يمكن أن يصل طولها إلى مليمتر واحد ، لذا فهي تتمتع بنسبة طول إلى عرض عالية للغاية وهي غير مسبوقة حتى الآن.

البحث عن الأنابيب النانوية الكربونية مثير (نظرًا لتطبيقاته وإمكانياته المتعددة) ومعقد (نظرًا لتنوع خصائصه الإلكترونية والحرارية والهيكلية التي تتغير وفقًا للقطر والطول وطريقة اللف ...).

لفهم الأنابيب النانوية بشكل أفضل ، يمكنك أن ترى هذا العرض التقديمي النانوي التفاعلي التي وجدناها في الصفحة الممتازة عن الهياكل النانوية الكربونية التي نشرها الأستاذ ف. Crespo من جامعة PennState.

الأنابيب النانوية الكربونية هي أقوى الألياف المعروفة. الأنبوب النانوي المثالي الواحد أقوى من الفولاذ بمقدار 10 إلى 100 مرة لكل وحدة وزن وله خصائص كهربائية مثيرة جدًا للاهتمام ، حيث يقوم بتوصيل التيار الكهربائي بفعالية مئات المرات أكثر من الكابلات النحاسية التقليدية.

يتكون الجرافيت (مادة تستخدم في أقلام الرصاص) من ذرات كربون هيكلية تشبه الألواح ، وتوضع هذه الطبقات الشبيهة باللوح واحدة فوق الأخرى. طبقة واحدة من الجرافيت مستقرة جدًا وقوية ومرنة. نظرًا لأن طبقة الجرافيت مستقرة جدًا من تلقاء نفسها ، فإنها تلتصق بشكل ضعيف بالطبقات الموجودة على الجانب ، وهذا هو سبب استخدامها في أقلام الرصاص - لأنه أثناء الكتابة ، تتساقط رقائق صغيرة من الجرافيت.

في ألياف الكربون ، تكون الطبقات الفردية من الجرافيت أكبر بكثير من أقلام الرصاص ، وتشكل بنية طويلة ومموجة ودقيقة تشبه اللولب. يمكن أن تلتصق هذه الألياف ببعضها البعض ، وبالتالي تشكل مادة قوية جدًا وخفيفة (ومكلفة) تستخدم في الطائرات ومضارب التنس ودراجات السباق وما إلى ذلك.

ولكن هناك طريقة أخرى لهيكلة الطبقات التي تنتج مادة أقوى ، عن طريق لف الهيكل الشبيه باللوحة لتشكيل أنبوب جرافيت. هذا الأنبوب هو أنبوب نانوي كربوني.

الأنابيب النانوية الكربونية ، بالإضافة إلى مقاومتها الهائلة ، لها خصائص كهربائية مثيرة للاهتمام. طبقة الجرافيت هي شبه معدنية. هذا يعني أن لها خصائص وسيطة بين أشباه الموصلات (مثل السيليكون في رقائق الكمبيوتر الدقيقة ، عندما تتحرك الإلكترونات مع قيود) والمعادن (مثل النحاس المستخدم في الكابلات عندما تتحرك الإلكترونات دون قيود) ، عندما يتم لف طبقة من الجرافيت حولها. الأنبوب النانوي ، بالإضافة إلى ضرورة محاذاة ذرات الكربون حول محيط الأنبوب ، يجب أيضًا ضبط وظائف الموجات ذات النمط الكمومي للإلكترونات.هذا التعديل يقيد أنواع الوظائف الموجية التي يمكن أن تمتلكها الإلكترونات ، والتي بدورها تؤثر على حركة الإلكترونات. اعتمادًا على الشكل الدقيق للجروح ، يمكن أن يكون الأنبوب النانوي شبه موصل أو معدن.

تعريف أنبوب الكربون النانوي


فيديو: تكنولوجيا النانو (ديسمبر 2021).