Јаглерод наноцевки: производство, употреба, својства

Енергија е важна индустрија, кој игра важна улога во животот на човекот. Државата на енергија на една земја зависи од работата на голем број научници во индустријата. Денес, тие се во потрага по алтернативни извори на енергија. За овие цели, тие се подготвени да ги користат ништо, од сончева светлина и вода, завршувајќи со воздух. Опремата која е во состојба да генерира енергија од животната средина, е многу ценети.

Преглед

Јаглерод наноцевки - подолга валани графит авион со цилиндрична форма. Обично, нивната дебелина достигне неколку десетици нанометри до неколку сантиметри долго. На крајот на нано формира сферични глава која е еден дел од fullerene.

Постојат некои видови на јаглерод наноцевки: метални и semiconducting. Основната разлика е во тековната спроводливост. Првиот тип може да се спроведе струја на температура од 0 ° C, а вториот - само на покачени температури.

Јаглерод наноцевки: својства

Повеќето модерни трендови, како што се применета хемија или нанотехнологијата, поврзани со наноцевки кои имаат јаглерод скелетна структура. Што е тоа? Во рамките на оваа структура се однесува на големите молекули, кои се меѓусебно поврзани само јаглеродни атоми. Јаглеродни наноцевки, кои се базирани на карактеристиките на формата затворена школка, се високо ценети. Исто така, формирањето на податоци на цилиндрична форма. Таквите цевки може да се подготви со тркалање графит листови, било да расте од одредена катализатор. Јаглеродни наноцевки, кои слики се прикажани подолу, има необична структура. Тие доаѓаат во различни форми и големини: еден слој и мулти-слој, прав и пргав. И покрај фактот дека наноцевки се прилично кревка, тие се најсилните материјал. Како резултат на тоа, многу студии покажаа дека тие се својствени својства како што се цврстина и јакост на свиткување. Под дејство на тешки механички стрес, елементите не брзаат и не се скрши, тоа е, да се прилагоди на различни напони.

токсичност

Како резултат на повеќе истражувања, откриено е дека јаглерод наноцевки може да предизвика исти проблеми како и азбестни влакна, односно имаат различни малигни тумори, како и рак на белите дробови. Степенот на негативното влијание на азбестот во зависност од видот и дебелина на своите влакна. Поради јаглеродни наноцевки имаат мала тежина и димензии, и тие лесно ќе влезе во телото заедно со воздухот. Понатаму, тие паѓаат во плеврата и се вклучени во градите, и евентуално да предизвика различни компликации. Научниците спроведоа експеримент и да се додава во храната на глувци честички наноцевки. Производи од мал дијаметар скоро и да не остане во телото, но поголем - ископани во ѕидовите на стомакот и да предизвика разни болести.

методи на подготовка

До денес, постојат следниве методи за производство на јаглерод наноцевки лак полнење, аблација, пареа навредување.

Електрични празнење. Подготовка на (јаглерод наноцевки се опишани во овој напис) во плазмата на електрично полнење, кое гори со хелиум. Ваквиот процес може да се врши со користење на специјална техничка опрема за производство на fullerenes. Но, други начини лак се користат во овој метод. На пример, густината на струјата се намалува, а катоди користат голем дебелини. Да се создаде атмосфера на хелиум е да се подигне притисокот на овој елемент. Јаглерод наноцевки добиени од прскање. Дека нивниот број е зголемен, мора да влезе во катализатор на графит прачка. Во повеќето случаи, мешавина на различни групи на метал. Понатаму, постои промена на притисокот и sputtering метод. Така, електролитна топчиња, и каде што се формираат наноцевки на јаглерод. Готови производи се зголемуваат вертикално од катодата и собрани во снопови. Тие имаат должина од 40 микрони.

Ablyasatsiya. Таков метод е измислен од страна на Ричард Smalley. Нејзината суштина лежи во фактот дека различни површински vaporize графит во реакторот, кои работат на високи температури. Јаглерод наноцевки се формирани од страна на испарување на графит во долниот дел на реакторот. Ладење и собирање на нив се одвива со помош на ладење површина. Во првиот случај, бројот на елементи е еднаква на 60%, тогаш во овој метод бројка се зголеми за 10%. Цената на ласерски absolyatsii метод е поскапо од сите други. Општо земено, еден ѕидови наноцевки подготвени со промена на температурата на реакција.

Таложење од гасна состојба. метод на јаглерод пареа навредување бил измислен во доцните 50-ти. Но, никој не можеше да предвиди дека со помош на што е можно да се добие јаглеродни наноцевки. Значи, прво треба да се подготви на површината на катализаторот. Како што може да биде фини честички од разни метали, на пример, кобалт, никел и други. Наноцевки почнуваат да се појавуваат од слој катализатор. Нивната дебелина зависи од големината на катализатор метал. На површината се загрева на висока температура, а потоа постои снабдување на гас кој содржи јаглерод. Меѓу нив, - .., метан, atsetelen, етанол, итн Како понатамошниот процес гас е амонијак. Овој метод на производство е најчест наноцевки. Самиот процес се одвива во различни индустриски претпријатија, така што помалку пари се трошат за производство на голем број на цевки. Друга предност на овој метод е тоа што вертикалните членови може да се добијат од било кој метал честички, кои служат како катализатор. Подготовка на (јаглерод наноцевки се опишани на сите страни) овозможено благодарение на истражување Suomi Iijima, кој го следеше под микроскоп за нивниот изглед, како резултат на синтезата на јаглерод.

Главните видови на

Јаглерод елементи се класифицирани според бројот на слоеви. Наједноставниот вид - еден ѕидови јаглерод наноцевки. Секој од нив има дебелина од околу 1 nm и нивната должина може да биде многу поголема. Ако ги земеме предвид структурата, производот изгледа како графит фолија со користење на шестоаголна мрежа. Во својата темиња наоѓа јаглен. Така, на цевка има цилиндрична форма, која нема рабовите. На горниот дел затвора капаци уреди која се состои од fullerene молекули.

Next view - multiwall јаглеродни наноцевки. Тие се состојат од неколку слоеви на графит кои се наредени во форма на цилиндер. На растојание помеѓу нив се одржува на 0.34 nm. Структурата на овој вид се опишани со помош на два методи. На првиот, мулти-цевка - неколку вгнездени цевка еден ѕид кој личи на Руската кукла. Во вториот, мулти-ѕидови наноцевки се графит лист, каде што е завиткано неколку пати околу себе, која е слична на свитканите весник.

Јаглерод наноцевки: апликации

Предмети се сосема нов член на класата на nanomaterials. Како што претходно рековме, тие имаат структура труп кој се разликува од својствата на графит или дијамант. Според тоа, се користи почесто од други материјали.

Поради такви карактеристики како затегнувачка цврстина, совиткување, спроводливост, се користат во многу области:

• како додаток на полимери;
• катализатор за осветлување уреди, како и рамен дисплеи и мобилни телефони во телекомуникациски мрежи;
• како апсорбер на електромагнетни бранови;
• конверзија на електрична енергија;
• аноди во различни типови на батерии;
• Складирање на водород;
• производство на сензори и кондензатори;
• производство на композити и засилување на нивната структура и својства.

За многу години, јаглеродни наноцевки, употребата на која не е ограничена на одредена индустрија, кои се користат во научни истражувања. Таквиот материјал има слаба позиција на пазарот, како што се проблеми со голем обем на производството. Друга важна точка е високата цена на јаглеродни наноцевки, што е околу 120 долари за еден грам на супстанцијата.

Тие се користат како основен елемент за производство на многу композити, кои се користат за правење на многу спортски стока. Друга индустрија -avtomobilestroenie. Функционализација на јаглерод наноцевки во уметноста е намалена да endow полимери проводен својства.

Коефициент на топлинска спроводливост на наноцевки е доволно висока, така што тие може да се користи како уред за ладење за различни масовни опрема. Исто така, тие го направија капи кои се во прилог на цевки сондата.

Најважната гранка апликации вклучуваат компјутерска технологија. Поради наноцевки се особено flat-panel монитори. Со помош на нив, вие може значително да ја намали големината на вашиот компјутер, како и да ја зголеми својата технички перформанси. Подготвени опрема ќе биде неколку пати поголема од сегашната технологија. Врз основа на овие студии, можете да се создаде високо-kinescopes.

Со текот на времето, цевките ќе се користи не само во електроника, но исто така и на здравствениот сектор и енергија.

производство

Јаглерод цевки, чие производство се дистрибуира помеѓу два вида на нив, рамномерно распоредени. Односно, MWNT произведува многу повеќе отколку SWNT. Вториот вид на направите во случај на вонредна состојба. Различни фирми постојано произведуваат јаглерод наноцевки. Но, побарувачката тие практично не ги користите, затоа што тие чинат премногу висока.

производство лидери

Во моментов, на водечка позиција во производство на јаглерод наноцевки окупирана азиски земји, капацитет на производство што е повеќе од 3 пати повисок отколку во другите земји од Европа и Америка. Особено, производството на MWNT е ангажирана во Јапонија. Но и други земји, како што Кореја и Кина, не се признаваат во овој индикатор.

Производство во Русија

Домашното производство на јаглерод наноцевки е далеку зад другите земји. Всушност, сè зависи од квалитетот на истражувањето во оваа област. Таму не се доделени доволно средства за развој на науката и технологијата центри во земјата. Многу луѓе не го сметаат развојот на нанотехнологијата, бидејќи јас не знам како тоа може да се користи во индустријата. Затоа, процесот на транзиција кон новата економија патека работи е доста тешко.

Затоа, рускиот претседател издаде декрет, кој ги поставува на развојот на различни области на нанотехнологијата, вклучувајќи јаглерод елементи. За таа цел, посебна програма за развој на е создаден за производство на сопствени технологии. Компанијата "Нанотехнологија" беше создадена така што беа направени сите точки на цел ,. Неговото функционирање е доделен значителен износ од државниот буџет. Тоа беше таа која треба да ја контролира дизајн, производство и примена во индустриски апликации на јаглеродни наноцевки. Износот наменет да ги поминат во развојот на различни истражувачки институти и лаборатории, како и да помогне за зајакнување на постоечките достигнувања на домашни научници. Исто така, овие средства ќе бидат искористени за купување на висок квалитет на опрема за производство на јаглерод наноцевки. Исто така треба да се грижи за овие уреди кои ќе се заштити здравјето на луѓето, бидејќи материјалот предизвикува различни болести.

Како што беше претходно споменато, целиот проблем лежи во подигање на фондови. Повеќето инвеститори не сакаат да инвестираат во истражување и развој, особено за долго време. Сите бизниси сакаат да видат профит, но Нано-да се обратите за години. Тоа е она што го турка претставници на мали и средни бизниси. Покрај тоа, без јавни инвестиции нема да започне целосно производство на наноматеријали. Друг проблем е недостатокот на правна основа, бидејќи не постои посредник помеѓу различните фази на бизнисот. Затоа, производството на јаглерод наноцевки во Русија, која не се тврди, не бара само финансиски, туку и ментално инвестиции. Додека на Руската Федерација е далеку од азиските земји, кои се водечки во развојот на нанотехнологијата.

До денес, случувања во индустријата ангажирани во хемиски одделенија на различни универзитети од Москва, Тамбов, Санкт Петербург, Новосибирск и Казан. Водечките производители на јаглерод наноцевки се фирмата "гранат" и Тамбов фабрика "Komsomolets".

Позитивни и негативни аспекти

Меѓу предностите ние може да разликува посебните својства на јаглеродни наноцевки. Тие се траен материјал, кој е под дејство на механички стрес не е уништен. Покрај тоа, тие работат добро во свиткување и истегнување. Ова е овозможено должи на затворена структура на кадарот. Нивната употреба не е ограничена само на еден сектор. Цевките се користи во автомобилската индустрија, електроника, медицината и енергија.

Голем недостаток е негативно влијание врз здравјето на луѓето. Честички наноцевки кои влегуваат во човечкото тело, доведуваат до малигни тумори и рак.

Суштински аспект е финансирањето на овој сектор. Многу луѓе не сакаат да инвестираат во областа на науката, како што треба многу време за профит. И без функционална истражувачки лаборатории не може да биде развојот на нанотехнологијата.

заклучок

Јаглерод наноцевки да игра голема улога во иновативни технологии. Многу експерти се предвиди раст на оваа индустрија во наредните години. ќе има значително зголемување на производните капацитети, кои ќе се намали цената на стоката. Со намалувањето на цените, цевката ќе биде во голема побарувачка, и ќе стане незаменлив материјал за многу уреди и опрема.

Значи, ние се најде она што го сочинува овие производи.