اخبار, صنعت پلیمر

با نانو لوله های کربنی آشنا شوید

نانو لوله کربنی

آلوتروپ های مختلف کربن :

تا سال ۱۹۸۰، سه نوع آلوتروپ کربن(کربن غیر بلوری) به اسم های الماس، گرافیت و کربن بی شکل شناخته شده بودند، اما در حال حاضر می دانیم که خانواده کاملی از اشکال دیگر کربن هم وجود دارند.

اولین آلوتروپ کربن که در سال ۱۹۸۵ کشف شد، باک مینستر فولرن نام گرفت که اسم های دیگر آن باکی بال و فولرن هم می باشد. فولرن ها مولکول های کروی کربن هستند که به دلیل شکل زیبا و خواص فوق العاده، توجه زیادی از دانشمندان را به خود جلب کرده است.

آلوتروپ بعدی کربن که در سال ۱۹۹۱ کشف شد، نانولوله (Nano Tube) نام دارد که در این مقاله به آن پرداخته خواهد شد.

نانو لوله های کربنی :

ساختار نانو لوله های کربنی

در سال ۱۹۹۱ دانشمندی به نام سومیو ایجیما  به طور کاملاً اتفاقی، ساختار دیگری از کربن را کشف و تولید کرد که خواص منحصر به فردی دارد. وی در ابتدا این ساختار را نوعی فولرن تصور نمود که در یک جهت کشیده شده است. اما بعدها متوجه شد که این ساختار، خواص متفاوتی از فولرن ها دارد و به همین دلیل آن را، نانولوله ی کربنی نامید.

در یک نانولوله ی کربنی، اتم های کربن در ساختاری استوانه ای آرایش یافته اند. یعنی یک لوله ی توخالی که جنس دیواره اش از اتم های کربن است. آرایش اتم های کربن در دیواره ی این ساختار استوانه ای، دقیقاً مشابه آرایش کربن در صفحات گرافیت است. در گرافیت، شش ضلعی های منظم کربنی در کنار یکدیگر صفحات گرافیت را می سازند.  این صفحات کربنی بر روی یکدیگر انباشته می شوند و هر لایه از طریق پیوندهای ضعیف واندوالس به لایه زیرین متصل می شود.

هنگامی که صفحات گرافیت در هم پیچیده می شوند، نانولوله های کربنی را تشکیل می دهند. در واقع، نانولوله ی کربنی، گرافیتی است که به شکل لوله در آمده باشد.

نانولوله های کربنی به دو دسته کلی نانولوله های کربنی تک دیواره  و نانولوله های کربنی چند دیواره  تقسیم می شوند. چنانچه نانولوله کربنی فقط شامل یک لوله از گرافیت باشد، نانولوله تک دیواره و اگر شامل تعدادی از لوله های متحد المرکز باشد نانولوله چند دیواره نامیده می شود.

ویژگی ها و کاربردهای نانو لوله های کربنی

کشف نانوله های چند دیواره در سال ۱۹۹۱، موجب شده است که فعالیت های تحقیقاتی گسترده ای در علوم به بحث نانو ساختارهای کربنی و کاربردهای آنها اختصاص یابد. دلیل عمده ی این مسئله تکامل ساختاری مورد انتظار آنها، اندازه کوچک، چگالی کم، سختی بالا، استحکام بالا (استحکام کششی خارجی ترین جداره ی یک نانولوله کربنی چند دیواره تقریبا ً ۱۰۰ برابر بیشتر از آلومینیوم است) و خواص عالی الکتریکی آنهاست. در نتیجه نانولوله های کربنی ممکن است به طور گسترده در تقویت مواد، صفحه نمایش مسطح با انتشار میدانی، حسگرهای شیمیایی، دارو رسانی و علم نانو الکترونیک کاربرد یابند.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید