Formado, Scienco
Nanotubos de karbono: produktado, uzo, ecoj
Energio estas grava industrio, kiu ludas gravan rolon en la homa vivo. La energio stato de lando dependas de la laboro de multaj sciencistoj en la industrio. Hodiaŭ, ili serĉas alternativaj energifontoj. Por ĉi tiuj celoj, ili pretas uzi ion ajn, de sunlumo kaj akvo, finante kun aero potenco. La teamoj kiuj estas kapabla de generi energion de la medio, estas multege ŝatata.
Superrigardo
Nanotubos de karbono - longeca ruliĝis grafito aviadilon kun cilindra formo. Kutime, ilia dikeco atingas pluraj dekoj de nanometroj al pluraj centimetroj longa. Fine de la nanotube formas sferan kapo kiu estas unu parto de fulereno.
Ekzistas kelkaj specoj de nanotubos de karbono: metala kaj semiconductoras. La ĉefa diferenco estas la nuna konduktiveco. La unua tipo povas konduki nuna ĉe temperaturo de 0 ° C, kaj la dua - nur ĉe levita temperaturoj.
Nanotubos de karbono: ecoj
Plej modernaj tendencoj kiel ekzemple Aplikata Kemio aŭ nanotecnología, ligita al la nanotubos kiu havas karbonon skeleta strukturo. Kio estas? Sub tiu strukturo rilatas al grandaj molekuloj, kiuj estas interligitaj nur atomoj de karbono. Nanotubos de karbono, kiu estas bazitaj en la proprietoj de la fermita ŝelo formo, estas tre valorita. Plue, formado de la datumoj estas de cilindraj formon. Tia tubojn povas esti farata de ruliĝante grafito folioj, aŭ kreski el specifa katalizilo. Nanotubos de karbono, kio bildoj estas montrita sube, havas nekutiman strukturon.
toxicidad
Rezulte de multnombraj esploroj, oni trovis, ke nanotubos de karbono povas kaŭzi la samajn problemojn kiel asbesto fibroj, tio estas: havi diversajn malignaj tumoroj kaj ankaŭ pulmo kancero. La grado de malfavoraj influo de asbesto dependas de la tipo kaj dikeco de ĝia fibroj. Ĉar nanotubos de karbono havas malgrandan pezon kaj grandeco, ili facile eniri la korpon kune kun la aero. Plue, ili falas en la pleŭro kaj estas inkluzivita en la brusto, kaj eventuale kaŭzi diversajn komplikaĵojn. Sciencistoj kondukita eksperimento kaj aldonita al la manĝo de musoj partikloj nanotubos. Produktoj de malgranda diametro preskaŭ ne restis en la korpo, sed pli granda - elfosis en la muroj de la stomako kaj kaŭzi diversajn malsanojn.
metodoj de preparado
Ĝis nun, ekzistas la jenaj metodoj por produktado nanotubos de karbono arko arangxojn ablacio, vaporo deposición.
Elektra malŝarĝo. Preparado de (nanotubos de karbono estas priskribita en ĉi tiu artikolo) en la plasmo de la elektra ŝargo, brulanta per heliumo. Tia procezo povas esti farita uzante speciala teknika teamo por la produktado de fulerenos. Sed aliaj arko formoj estas uzataj en ĉi tiu metodo. Ekzemple, la nuna denseco malpliiĝas, kaj la katodoj uzita grandegaj tavoloj. Por krei etoson de heliumo necesas levi la premo de ĉi tiu elemento. Nanotubos de karbono akiris aspergante. Ke ilia nombro kreskis, vi devas eniri en grafito vergo katalizilo. Plejofte, miksaĵo de malsamaj grupoj de metalo. Plue, estas ŝanĝo en premo kaj blovetadis metodo. Tiel, katodo pellet kaj strecxis la nanotubos de karbono formiĝas. Finita produktoj altiĝas perpendicular de la katodo kaj kolektita en faskojn. Ili havas longitudon de 40 mikronoj.
Ablyasatsiya. Tia metodo estis inventita de Richard Smalley. Lia esenco estas en tio, ke malsamaj vaporigi grafito surfaco en reactor, operaciante ĉe alta temperaturoj. Nanotubos de karbono estas formitaj de la evaporación de grafito en la malsupra parto de la reaktoro.
La atestaĵo de la gaso fazo. karbono vaporo deposición metodo estis inventita en la malfruaj 50'oj. Sed neniu povis antaŭvidi, ke per ĝi eblas akiri nanotubos de karbono. Do, unue vi devas prepari la surfaco de la katalizilo. Kiel eble fajnaj eroj de diversaj metaloj, ekz-e, kobalto, nikelo kaj aliaj. Nanotubos komencas eliri el la katalizilo tavolo. Ilia dikeco dependas de la grandeco de catalizando metalo. La surfaco estas varmigita al alta temperaturo, kaj tiam tie estas provizo de gaso kiu enhavas karbonon. Inter ili, - .., Metano, atsetelen, etanol, ktp Kiel plia procezo gaso estas amoniako. Tiu produktado metodo estas la plej ofta nanotubos. La procezo mem okazas ĉe diversaj industriaj entreprenoj, tial malpli monon por la produktado de granda kvanto de tuboj. Alia avantaĝo de ĉi tiu metodo estas ke la vertikala membroj povas esti akirita de ajna metalo eroj kiuj servas kiel la katalizilo. Preparado de (nanotubos de karbono estas priskribita ĉiuflanke) ebligis danke al la esploro Suomi Iijima, kiu observis sub la mikroskopo por ilia apero rezulte de la sintezo de karbono.
La ĉefaj tipoj de
Karbono elementoj estas klasifikitaj laŭ la nombro de manteloj. La plej simpla speco - ununura muroj nanotubos de karbono. Ĉiu el ili havas espesor de proksimume 1 nm, kaj ilia longo povas esti multe pli granda. Se ni konsideras la strukturon, la produkto aspektas grafito wrap uzante sesangula krado. En ĝiaj verticoj situas karbonoj. Tiel, la tubo havas cilindra formo, kiu havas ne kudroj. La supra parto fermas palpebroj aparatoj konsistas de fulereno molekuloj.
Sekva vido - multiwall nanotubos de karbono. Ili konsistas de pluraj tavoloj de grafito kiuj stakigita en la formo de cilindro. La distanco therebetween subtenas al 0,34 nm. La strukturo de ĉi tiu tipo estas priskribita uzante du metodoj. En la unua, multi-tubon - kelkaj nestitaj unu-muro pipo kiu similas rusa pupo. En momento, mult-amurallado nanotubos estas grafito folio kiu estas volvita plurfoje ĉirkaŭ sin, kiu estas simila al falditan ĵurnalon.
Nanotubos de karbono: aplikoj
Eroj estas tutnova membro de la klaso de nanomaterials.
Pro tiaj karakterizaĵoj kiel tensile forto, flexural forto, konduktiveco, estas uzataj en multaj areoj;
- kiel aldonaĵoj al polimeroj;
- katalizilo por lumigado aparatoj, tiel kiel plata panelo ekranoj kaj handsets en telekomunikado retoj;
- kiel absorba de elektromagnetaj ondoj;
- potenco konvertiĝo;
- anodoj en diversaj baterio tipoj;
- Stokado de hidrogeno;
- produktante sensores kaj kondensatoroj;
- komponigitaj produktado kaj amplificación de ilia strukturo kaj ecoj.
Dum multaj jaroj, nanotubos de karbono, la uzo de kiuj ne estas limigita al specifa industrio, uzataj en scienca esploro. Tia materialo havas malfortan pozicion en la merkato, kiel estas problemoj kun grandskala produktado. Alia grava punkto estas la alta kosto de nanotubos de karbono, kiu estas ĉirkaŭ 120 dolaroj por unu gramo de la substanco.
Ili estas uzataj kiel baza elemento por la produktado de multaj komponigitaj, kiuj estas uzataj por fari multajn sportaj artikoloj. Alia industrio -avtomobilestroenie. Functionalization de nanotubos de karbono en la arto estas reduktita al doti polimeroj ŝoforoj ecoj.
Koeficiento de termika konduktiveco de nanotubos estas sufiĉe alta, do ili povas esti uzata kiel malvarmigo aparato por diversaj masiva ekipaĵon. Ili ankaŭ faris ĉapoj kiuj estas kunigitaj al la enketo pipoj.
La plej grava branĉo aplikoj inkludas komputilo teknologio. Pro nanotubos estas speciale ebenaj ekranoj. Kun la helpo de ili, vi povas redukti la grandecon de la komputilo, tiel kiel pliigi lian teknikaj servoj. Preta teamo estos plurfoje pli granda ol la aktuala teknologio. Surbaze de tiuj studoj, vi povas krei alta kinescopes.
Kun la tempo, la tuboj estos uzata ne nur en elektronika, sed ankaŭ la sano kaj energio sektoroj.
produktado
Karbono tubojn, la produktado de kiu estas distribuita inter la du specoj de ili, egale distribuita.
gvidantoj produktado
Nuntempe, la ĉefa pozicio en la produktado de karbono nanotubos okupita aziaj landoj, produktado kapacito kiu estas pli alta ol 3 fojojn pli alta ol en aliaj landoj de Eŭropo kaj Ameriko. Aparte, la produktado de MWNT estas engaĝita en Japanio. Sed aliaj landoj, kiel ekzemple Koreio kaj Ĉinio, ne koncedi en ĉi indikilo.
Produktado en Rusio
Hejma produktado de nanotubos de karbono estas nun malantaŭ aliaj landoj. Fakte, ĉio dependas de la kvalito de la esploro en ĉi tiu areo. Tie ne estas asignita sufiĉan monon por la disvolviĝo de la scienco kaj teknologio centroj en la lando. Multaj homoj ne perceptas la evoluo de nanoteknologio, ĉar mi ne scias kiel ĝi povas esti uzata en industrio. Sekve, la transiro al nova ekonomio spuron kuroj estas sufiĉe malfacila.
Sekve, la rusa prezidanto eldonis dekreton, kiu elmontras la disvolviĝo de diversaj areoj de nanoteknologio, inkluzive de karbono elementoj. Por tiu celo, speciala disvolviĝo programo estis kreita por fabriki liajn proprajn teknologiojn.
Kiel jam menciite, la tuta problemo estas en levanta financojn. Plej investantoj ne volas investi en esplorado kaj evoluo, precipe dum longa tempo. Ĉiuj entreprenoj volas vidi profito, sed Nano-povas iri por jaroj. Tion puŝas la reprezentantoj de malgrandaj kaj mezgrandaj entreprenoj. Krome, sen publika investo ne plene komenci produktadon de nanomaterials.
Ĝis nun, disvolviĝoj en la industrio okupiĝis pri la kemiaj fakoj de diversaj universitatoj de Moskvo, Tambov, Sankta Petersburgo, Novosibirsk kaj Kazan. La ĉefaj fabrikantoj de nanotubos de karbono estas firma "Garnet" kaj Tambov planto "Komsomolets".
Pozitivaj kaj negativaj aspektoj
Inter la avantaĝoj povas distingi la specialan propraĵoj de nanotubos de karbono. Ili estas durable materialo, kiu estas sub la influo de mekanikaj streso ne estas detruita. Krome, ili funkcias bone en kliniĝante kaj streĉanta. Tiu estis ebla pro la fermita strukturo de la kadro. Ilia uzo ne estas limigita al unu sektoro. La tuboj estis uzitaj en la memvetura, elektroniko, medicino kaj energio.
Grandega malavantaĝo estas la negativa efiko sur homa sano.
Esenca aspekto estas la financado de tiu sektoro. Multaj homoj ne volas investi en la scienco, kiel vi bezonos multan tempon por profito. Kaj sen funkciado esploroj laboratorioj povas esti la evoluo de nanoteknologio.
konkludo
Nanotubos de karbono ludas gravan rolon en novigaj teknologioj. Multaj fakuloj antaŭdiri la kresko de ĉi tiu industrio en la venontaj jaroj. Okazos signifa kresko de produktado kapablo, kiu reduktos la kosto de la bienes. Kun la malkresko en prezoj, la tubo estos en granda peto, kaj fariĝos neanstataŭigeblan materialon por multaj aparatoj kaj teamoj.
Do, ni eltrovis kio konsistigas tiujn produktojn.
Similar articles
Trending Now