Süsiniknanotorude silmapaistvad omadused
Süsiniknanotorud on nii palju tähelepanu pälvinud, on see, et neil on mitmeid hämmastavaid füüsilisi ja keemilisi omadusi:
Äärmiselt kõrge mehaaniline tugevus:Teoreetiline tõmbetugevus võib ulatuda 100 -kordselt terasest, samas kui tihedus on ainult 1/6 terasest .
Suurepärane elektrijuhtivus:Teatud süsiniknanotorude elektrilised omadused on paremad kui vask ja need saavad hakkama äärmiselt kõrge voolutihedusega .
Suurepärane soojusjuhtivus:Aksiaalne soojusjuhtivus on enamiku metallide omast palju parem, muutes selle kasutamiseks tõhusaks soojuse hajumise materjaliks .
Äärmiselt suur pindala:Ühe süsiniku nanotoru pindala võib ületada 1000 ruutmeetrit, muutes selle ideaalse adsorptsiooni ja katalüütilise kandjaks .
Süsiniknanotorude valmistamise meetodid
Praegu on süsiniknanotorude tööstusliku tootmise peamised meetodid:
ARC tühjendamise meetod:Kasutades grafiidi aurutamiseks kõrgepinge elektrilist kaare, sobib see kvaliteetsete mitme seinaga süsiniknanotorude valmistamiseks, kuid väljund on suhteliselt madal .
Keemiline aurude ladestumine (CVD):See meetod hõlmab süsiniku sisaldavate gaaside lagunemist katalüsaatori pinnal süsiniknanotorude kasvatamiseks . See on praegu kõige laialdasemalt kasutatav tööstuslik tootmismeetod .
Laseri ablatsioonimeetod: kasutades suure energiatarbega laserit grafiidi sihtmärgi pommitamiseks, saab toota kõrge puhtusega ühe seinaga süsiniknanotorusid, kuid kulud on suhteliselt kõrge .
Süsiniknanotorude rakendused
1. suure jõudlusega komposiitmaterjalid
Sellistes väljades nagu lennundus- ja autotööstus, kasutatakse tugevdusmaterjalidena süsiniknanotorusid, suurendades märkimisväärselt komposiitmaterjalide tugevust, sitkust ja kergeid omadusi ., näiteks väikese koguse süsinik nanoturudega polümeermaterjalid võivad nende mehaanilised omadused parandada mitu korda {1 {1} {1} {1}
2. elektroonika ja pooljuhtide seadmed
Süsiniknanotorusid saab kasutada suure jõudlusega transistoride, painduvate kuvarite ja andurite {. tootmiseks mõne süsiniku nanotoru pooljuhi omaduste tõttu eeldatakse, et need muutuvad järgmise kiipi põlvkonna põhimaterjaliks, purustades Siliconis asuvate poolkondide füüsikalised piirid..
3. energia salvestamine ja muundamine
Liitium-ioonakudes võivad süsiniknanotorud juhtivad lisandid suurendada elektroodide {. juhtivust ja tsüklit, lisaks demonstreerivad need ka suurt potentsiaali superkondensaatorites, kütuseelementides ja päikesepatareides.
4. biomeditsiinilised rakendused
Süsiniknanotorusid saab kasutada suunatud ravimi kohaletoimetamiseks, bioloogiliseks kuvamiseks ja närvide parandamiseks . näiteks funktsionaliseeritud süsiniknanotorud võivad kanda vähivastaseid ravimeid otse kasvaja saidile, suurendades ravi efektiivsust, vähendades samal ajal kõrvaltoimeid.}
Turuseisund ja arengusuundumused
Ülemaailmsel süsiniku nanotorude turul on kiire kasv, mille kavandatav turu suurus ületab 2030. praegu 50 miljardit USA dollarit, on liitiumaaku juhtivad ained suurim rakenduspiirkond ning tulevikus laiendavad pooljuhtide nõudlus ja biomeditsiinilised tuled. veelgi enam..
Väljakutsed ja tulevikuväljavaated
Ehkki süsiniknanotorudel on paljutõotav tulevik, seisavad nad silmitsi mõnede väljakutsetega, näiteks kulude kontrollimiseks suuremahuliste tootmise, dispersiooniprobleemide ja pikaajalise ohutuse hindamise osas . tulevikus, koos ettevalmistustehnoloogiate edendamisega, süsinik nanotorusid eeldatakse, et neid kasutatakse rohkem valdkondades ja võib-olla ka järgmisel revolutsioonil {3}.