Alles over koolstof Nanobuisjes

Wetenschappers weten niet alles van koolstofnanobuisjes of CNT's in het kort, maar ze weten wel dat het zeer dunne, lichtgewicht holle buizen zijn die zijn opgebouwd uit koolstofatomen. Een koolstof nanobuis is als een laag grafiet die in een cilinder wordt gerold, met onderscheidend hexagonaal rooster dat de plaat vormt. Koolstof nanobuisjes zijn extreem klein; de diameter van één koolstofnanobuis is één nanometer, dat is één tienduizendste (1 / 10.000) de diameter van een mensenhaar. Koolstof nanobuisjes kunnen op verschillende lengtes worden geproduceerd.

Koolstofnanobuisjes worden geclassificeerd volgens hun structuren: enkelwandige nanobuisjes (SWNT's), dubbelwandige nanobuisjes (DWNT's) en meerwandige nanobuisjes (MWNT's). De verschillende structuren hebben individuele eigenschappen die de nanobuizen geschikt maken voor verschillende toepassingen.

Vanwege hun unieke mechanische, elektrische en thermische eigenschappen bieden koolstofnanobuizen opwindende kansen voor wetenschappelijk onderzoek en industriële en commerciële toepassingen. Er is veel potentieel voor CNT's in de composietenindustrie.

Hoe worden koolstofnanobuizen gemaakt?

Kaarsvlammen vormen van nature koolstofnanobuisjes. Om koolstofnanobuisjes te gebruiken bij onderzoek en bij de ontwikkeling van gefabriceerde goederen, ontwikkelden wetenschappers echter betrouwbaardere productiemethoden. Hoewel een aantal productiemethoden in gebruik zijn, zijn chemische dampafzetting, boogontlading en laserablatie de drie meest voorkomende methoden voor het produceren van koolstofnanobuizen.

Bij chemische dampafzetting worden koolstofnanobuisjes gekweekt uit metalen nanodeeltjeszaden die op een substraat worden gestrooid en worden verwarmd tot 700 graden Celsius (1292 graden Fahrenheit). Twee gassen die in het proces worden geïntroduceerd, starten de vorming van de nanobuisjes. (Vanwege de reactiviteit tussen de metalen en elektrische circuits, wordt zirkoniumoxide soms gebruikt in plaats van metaal voor de nanodeeltjeszaden.) Chemische dampafzetting is de meest populaire methode voor commerciële productie.

Boogontlading was de eerste methode die werd gebruikt voor het synthetiseren van koolstofnanobuizen. Twee koolstofstaven die end-to-end zijn geplaatst, worden verdampt om de koolstofnanobuizen te vormen. Hoewel dit een eenvoudige methode is, moeten de koolstofnanobuizen verder worden gescheiden van de damp en het roet.

Laserablatie combineert een pulserende laser en een inert gas bij hoge temperaturen. De gepulseerde laser verdampt het grafiet en vormt koolstofnanobuizen uit de dampen. Net als bij de boogontladingsmethode moeten de koolstofnanobuizen verder worden gezuiverd.

Voordelen van Carbon Nanobuisjes

Nanobuizen van koolstof hebben een aantal waardevolle en unieke eigenschappen, waaronder:

• Hoge thermische en elektrische geleidbaarheid
• Optische eigenschappen
• Flexibiliteit
• Verhoogde stijfheid
• Hoge treksterkte (100 keer sterker dan staal per gewichtseenheid)
• lichtgewicht
• Bereik van elektrische geleidbaarheid
• Vermogen om gemanipuleerd te worden en toch sterk te blijven

Wanneer toegepast op producten, bieden deze eigenschappen enorme voordelen. Wanneer ze bijvoorbeeld in polymeren worden gebruikt, kunnen bulkkoolstofnanobuisjes de elektrische, thermische en elektrische eigenschappen van de producten verbeteren.

Toepassingen en toepassingen

Tegenwoordig vinden koolstofnanobuizen toepassing in veel verschillende producten en blijven onderzoekers creatieve nieuwe toepassingen verkennen.

Huidige toepassingen zijn onder meer:

• Fietsonderdelen
• Windturbines
• Flat-panel beeldschermen
• Scanning probe microscopen
• Apparaten detecteren
• Marine verven
• Sportuitrusting, zoals ski's, honkbalknuppels, hockeysticks, boogschietenpijlen en surfplanken
• Elektrisch circuit
• Batterijen met langere levensduur
• Elektronica

Toekomstig gebruik van koolstofnanobuisjes kan zijn:

• Kleding (steek- en kogelvrij)
• Halfgeleidermaterialen
• ruimtevaartuig
• Ruimteliften
• Zonnepanelen
• Kankerbehandeling
• Aanraakschermen
• Energie opslag
• Optiek
• Radar
• Biofuel
• LCDs
• Submicroscopische reageerbuizen