Царбон нанотубес: производња, употреба, својства

Енергија је важна индустрија, која игра важну улогу у људском животу. Енергија стање једне земље зависи од рада многих научника у индустрији. Данас, они су у потрази за алтернативним изворима енергије. За ове сврхе, они су спремни све да користе, од сунчеве светлости и воде, завршивши са ваздушне силе. Опрема која је у стању да генерише енергију из околине, је веома цењен.

преглед

Царбон нанотубес - дуготрајан ваљани графит авион са цилиндричног облика. Обично, њихова дебљина достиже неколико десетина нанометара до неколико центиметара дугачке. На крају нанотубе формира сферни главу која је један дио фулерена.

Постоје неке врсте угљеничних наноцеви: металик и полупроводан. Основна разлика је тренутна проводљивост. Први тип може водити струја на температури од 0 ° Ц, а други - само на повишеним температурама.

Царбон нанотубес: својства

Већина модерних трендова, као што је примењену хемију или нанотехнологије, повезано са наноцеви које имају угљеника скелета структуре. Шта је то? Под овим структури односи на велике молекуле, које су међусобно повезане само атоми угљеника. Угљеничне наноцеви, који су засновани на својствима затвореној форми схелл, су високо цењена. Надаље, формирање података су цилиндричног облика. Такве цеви могу бити припремљени ваљањем графитне листове, или да расте од специфичног катализатора. Царбон нанотубес, слике које су приказане у наставку, имају необичан структуру. Они долазе у различитим облицима и величинама: једнослојни и мулти-слој, правих и кривудавим. Упркос чињеници да су наноцеви су прилично крхка, они су најјачи материјал. Као резултат тога, многе студије су откриле да су својствене особине, као што су затезних и отпорности на савијање. Под дејством тешке механичке стреса, елементи не журите и не пукне, то је, може да се прилагоди различитих напона.

токсичност

Као резултат вишеструких истрага, утврђено је да царбон нанотубес може изазвати исте проблеме као азбестних влакана, тј имају различите малигних тумора као рак плућа. Степен штетног утицаја азбеста зависи од врсте и дебљине својих влакана. Јер царбон нанотубес имају малу тежину и величину, лако улазе у тело, заједно са ваздухом. Даље, они спадају у плеуре и укључени у грудима, и на крају довести до разних компликација. Научници спровео експеримент и додају у храну мице честица наноцеви. Производи малог пречника скоро није остао у телу, али већи - укопана у зидове желуца и узроковати разне болести.

поступци припремања

До данас, постоје следећи поступци за производњу угљеничних наноцеви лука наелектрисање, аблација, таложење.

Електрично пражњење. Припрема (царбон нанотубес су описани у овом чланку) у плазми електричног наелектрисања која гори са хелијумом. Такав поступак се може извести помоћу посебног техничке опреме за производњу фулерена. Међутим, други начини арц се користи у овом поступку. На пример, густина струје опада, а катоде користи велике дебљине. Да се створи атмосфера хелијума је потребно да се подигне притисак овог елемента. Царбон нанотубес добија прскањем. Да је њихов број се повећао, морате да унесете у графит род катализатор. У већини случајева, мешавина различитих група метала. Даље, постоји промена притиска и нагао начин. Тако, катода пелет, и где се формирају царбон нанотубес. Готови производи се нормално расте из катоде и прикупљени у снопове. Они имају дужину од 40 микрона.

Аблиасатсииа. Такав метод је измислио Рицхард Смаллеи. Његова суштина лежи у чињеници да различити испари графит површину у реактору, ради на високим температурама. Царбон нанотубес се формирају испаравањем графита у доњем делу реактора. Хлађење и их окупљања одвија путем површине за хлађење. У првом случају, број елемената износи 60%, а затим код ове методе слици повећана за 10%. Трошкови ласерског абсолиатсии метода је скупљи од свих осталих. Генерално, наноцеви једним зидом припремљен променом температуре реакције.

Таложење из гасне фазе. царбон Поступак таложење је измишљена у касних 50-тих. Али нико није могао да предвиди да путем њега је могуће добити угљеничне наноцеви. Дакле, прво треба да припреми површине катализатора. Јер може бити фине честице различитих метала, нпр кобалта, никла и других. Наноцеви почињу да се појављују из слоја катализатора. Њихова дебљина зависи од величине катализирању метала. Површина се загрева на високој температури, а онда је снабдевање гасом који садржи угљеник. Међу њима, - .., метан, атсетелен, етанол, итд Као даљи процесног гаса је амонијак. Овај метод производња је најчешћи нанотубе. Сам процес се одвија на разним индустријским предузећима, тако да мање новца троши за производњу великог броја цеви. Још једна предност ове методе је та да су вертикални чланови могу добити од свих металних честица које служе као катализатор. Припрема (царбон нанотубес су описани на свим странама) омогућено захваљујући истраживању Суоми Иијима, који примећено под микроскоп за њиховог појављивања као резултат синтезе угљеника.

Главни типови

Угљеника елементи су класификовани према броју слојева. Најједноставнији тип - један зидова царбон нанотубес. Сваки од њих има дебљину од око 1 нм, а њихова дужина може бити много већи. Ако узмемо у обзир структуру, производ изгледа као графит фолију користећи хексагоналну мрежу. У својим темена налази угљеника. Тако, цев има цилиндрични облик, која нема шавова. Горњи део затвара поклопци уређаја се састоје од фулерена молекула.

Следећи приказ - Вишезидне царбон нанотубес. Они се састоје од неколико слојева графита које су наслагане у облику цилиндра. Раздаљина између њих се одржава на 0.34 нм. Структура овог типа су описани помоћу два метода. На првом, мулти-цеви - пар уметнуте једна зида цеви која изгледа као руски лутке. У секунди, више зидова наноцеви су графит лист који је умотан неколико пута око себе, који је сличан савијени новинама.

Царбон нанотубес: апликације

Предмети су потпуно нови члан класе наноматеријала. Као што је раније поменуто, имају каркасе структуру која се разликује од особина графита или дијамант. Стога се користи чешће од других материјала.

Због таквих карактеристика као што затезне чврстоће, отпорности на савијање, проводљивости, користе се у многим областима:

• као адитива полимери;
• катализатор за осветљавање уређаје, као равних дисплеја и мобилних телефона у телекомуникационим мрежама;
• као апсорбер електромагнетних таласа;
• повер цонверсион;
• аноде различитих типова батерија;
• Складиштење водоника;
• производња сензора и кондензатора;
• Производња композити и амплификација њихове структуре и својстава.

Дуги низ година, угљеничне наноцеви, чије коришћење није ограничен на одређене индустрије, користи у научним истраживањима. Такав материјал има слабу позицију на тржишту, јер постоје проблеми са производњом великих размера. Друга важна ствар је висока цена угљеничних наноцеви, који је око 120 долара по једном граму супстанце.

Они се користе као основни елемент за производњу многих композита, који се користе за израду многе спортске робе. Још једна индустрија -автомобилестроение. Функционализација угљеничних наноцеви у техници је сведен на ендов полимере проводне карактеристике.

Коефицијент топлотне проводљивости наноцеви је довољно висока, тако да може да се користи као средство за хлађење за различите масивне опрему. Такође су направили капе који су прикључени на сонде цеви.

Најзначајнија грана апликације обухватају компјутерску технологију. Дуе наноцеви су посебно равни екрани. Уз помоћ њих, можете значајно може смањити величину рачунара, као и да повећа своју техничке карактеристике. Спреман опрема ће бити неколико пута већа од тренутне технологије. На основу ових студија, можете креирати Хигх-филмови у синемаскопу.

Током времена, цеви ће се користити не само у електроници, али и здравству и енергије.

производња

Царбон цеви, производња који је распоређен између две врсте њих, равномерно распоређене. Односно, МВНТ производе много више него СВНТ. Друга врста раде у хитним случајевима. Разни предузећа стално производе угљен наноцеви. Али потражња они практично не користе, јер то кошта превише висока.

производња лидери

У овом тренутку, водећи положај у производњи угљеничних наноцеви окупирали азијским земљама, производни капацитет који је већи од 3 пута већи него у другим земљама Европе и Америке. Посебно производња МВНТ бави у Јапану. Али и друге земље, као што су Кореји и Кини, није примио у овом показатељу.

Производња у Русији

Домаћа производња угљеничних наноцеви је далеко иза других земаља. У ствари, све зависи од квалитета истраживања у овој области. Ту се не издваја довољно средстава за развој науке и технологије центара у земљи. Многи људи не виде развој нанотехнологије, јер ја не знам како може да се користи у индустрији. Стога, прелазак на нову економију рута стазе је прилично тешко.

Због тога, руски председник је издао декрет, који одређује развој различитих области нанотехнологије, укључујући и угљеника елементе. За ту сврху, посебан програм развоја је направљена за производњу своје технологије. Компанија "Нанотехнологије" је направљена тако да су се све тачке реда ,. Њено функционисање је издвојено значајну количину из државног буџета. То је била она која би требало да контролише пројектовање, производњу и примену у индустријским применама угљеничних наноцеви. Износ додељена потрошити на развој различитих истраживачких института и лабораторија, као и помоћи у јачању постојећих достигнућа домаћих научника. Такође, ова средства ће се користити за набавку квалитетна опрема за производњу угљеничних наноцеви. Такође, треба водити рачуна о овим уређајима који ће заштитити здравље људи, јер је материјал изазива разне болести.

Као што је раније поменуто, цео проблем у прикупљању средстава. Већина инвеститора не желе да улажу у истраживање и развој, посебно за дуго времена. Сва предузећа желе да виде профит, али нано-може годинама. То је оно што гура представнике малих и средњих предузећа. Поред тога, без јавне инвестиције неће у потпуности почети производњу наноматеријала. Други проблем је недостатак правног основа, јер не постоји посредник између различитих фаза пословања. Због тога, производња угљен наноцев у Русији, која се не тврди, потребна не само финансијски, већ и менталне инвестиција. Иако је Руска Федерација је далеко од азијских земаља које су водеће у развоју нанотехнологије.

До данас, дешавања у индустрији ангажован у хемијској одељења различитих универзитета у Москви, Тамбов, Петрограду, Новосибирск и Казан. Водећи произвођачи угљеничних наноцеви су фирма "Гранат" и Тамбовскаа фабрика "Комсомолетс".

Позитивни и негативни аспекти

Међу предностима можемо разликовати посебне особине угљеничних наноцеви. Они су издржљив материјал, који је под утицај механичког стреса није уништена. Поред тога, они раде добро на савијање и истезање. Ово је било могуће због затворене структуре оквира. Њихова употреба није ограничена на један сектор. Цеви се користе у аутомобилској, електронике, медицине и енергије.

Огромна недостатак је негативан утицај на људско здравље. Честице наноцеви улазе у људско тело, доводе до малигних тумора и канцера.

Битан аспект је финансирање овог сектора. Многи људи не желе да улажу у науку, као што вам је потребно много времена за профит. И без функционисање истраживачке лабораторије не може бити развој нанотехнологије.

закључак

Царбон нанотубес играју главну улогу у иновативним технологијама. Многи стручњаци предвиђају раст ове индустрије у наредним годинама. Ту ће бити значајан пораст производних капацитета, што ће смањити трошкове робе. Са смањењем цена, цев ће бити у великој потражњи, а постаће незаменљив материјал за велики број уређаја и опреме.

Дакле, сазнали смо шта чини ове производе.