FormationSiyensiya

Carbon nanotubes: produksyon, paggamit, kabtangan

Energy mao ang usa ka importante nga industriya, nga pasundayag usa ka importante nga papel sa kinabuhi sa tawo. Ang enerhiya nga kahimtang sa usa ka nasud-agad sa buhat sa daghang mga siyentipiko sa industriya. Karon, sila sa pagpangita sa alternatibo nga tinubdan sa enerhiya. Kay kini nga mga katuyoan, sila andam sa paggamit sa bisan unsa nga butang, gikan sa kahayag sa adlaw ug tubig, paghuman sa hangin nga gahum. Ang mga ekipo nga makahimo sa pagmugna sa enerhiya gikan sa palibot, ang kaayo gipabilhan.

Kinatibuk-ang Pagpasabut

Carbon nanotubes - sa usa ka taas nga giligid graphite eroplano uban sa usa ka cylindrical porma. Kasagaran, ang ilang gibag-on ot sa pipila ka mga napulo sa nanometer sa pipila ka sentimetros ang gitas-. Sa katapusan sa sa nanotube porma sa usa ka lingin nga ulo nga mao ang usa ka bahin sa fullerene.

Adunay pipila ka mga matang sa carbon nanotubes: metallic ug semiconducting. Ang nag-unang kalainan mao ang kasamtangan nga conductivity. Ang unang matang mahimo sa pagpahigayon sa kasamtangan nga sa usa ka temperatura sa 0 ° C, ug ang ikaduha - lamang sa taas nga temperatura.

Carbon nanotubes: kabtangan

Labing modernong uso sama sa Applied Chemistry o nanotechnology, nalambigit sa nanotubes nga adunay usa ka carbon nga kalabera nga estraktura. Unsa kini? Ubos gambalay kini nagtumong sa dako nga molekula, nga mao ang mga interconnected lamang carbon atomo. Carbon nanotubes, nga gibase sa mga kabtangan sa mga tinakpan nga kabhang porma, gipabilhan. Dugang pa, pagporma sa mga data mga cylindrical porma. Ang maong mga tubo mahimong giandam sa rolling graphite sheets, bisan sa pagtubo gikan sa usa ka piho nga paagi. Carbon nanotubes, nga mga hulagway gipakita sa ubos, adunay usa ka talagsaon nga gambalay. Sila moabut sa lain-laing mga porma ug gidak-on: single-layer ug multi-layer, tul-id ug hiwi nga. Bisan pa sa kamatuoran nga ang mga nanotubes mga pretty mahuyang, sila mao ang lig-on nga materyal. Ingon sa usa ka resulta, daghan nga mga mga pagtuon nakakaplag nga sila pagpanunod kabtangan sama sa mainat ug flexural kusog. Ubos sa aksyon sa grabeng mekanikal nga kapit-os, ang mga elemento dili magdalidali ug dili molapas sa, nga mao, mahimo adjust sa lain-laing mga voltages.

toxicity

Ingon sa usa ka resulta sa daghang imbestigasyon, kini nakita nga carbon nanotubes hinungdan sa sama nga mga problema sama sa asbestos lanot, pananglitan may usa ka matang sa malignant hubag ingon man sa kanser sa baga. Ang matang sa adverse nga impluwensya sa asbestos-agad sa matang ug sa gibag-on sa iyang mga lanot. Tungod kay ang carbon nanotubes adunay usa ka gamay nga gibug-aton ug gidak-on, sila dali mosulod sa lawas uban sa hangin. Dugang pa, sila mangatagak ngadto sa pleura ug gilakip diha sa dughan, ug sa katapusan hinungdan sa usa ka lainlaing matang sa mga komplikasyon. Mga siyentipiko nga gipahigayon sa usa ka eksperimento ug gidugang ngadto sa pagkaon sa mga ilaga partikulo nanotubes. Mga produkto sa mga gagmay nga diametro hapit wala magpabilin diha sa lawas, apan mas dako - gikalot ngadto sa mga bongbong sa tiyan ug sa hinungdan sa mga nagkalain-laing mga sakit.

mga pamaagi sa pagpangandam

Sa petsa, didto mao ang mga mosunod nga mga pamaagi alang sa og carbon nanotubes arko katungdanan, ablation, gabon, pagsaksi.

Electric pagtuman. Pagpangandam sa (carbon nanotubes gihulagway sa niini nga artikulo) sa plasma sa electric katungdanan, nga nagadilaab sa helium. Ang maong proseso sa usa ka mahimo nga gihimo gamit ang espesyal nga teknikal nga mga ekipo alang sa produksyon sa fullerenes. Apan ang ubang mga arko paagi nga gigamit sa niini nga paagi. Kay sa panig-ingnan, sa kasamtangan nga Densidad pagminus, mga pagmobu, ug ang mga cathodes gigamit dako gibag-on. Sa paghimo sa usa ka kahimtang sa helium gikinahanglan sa pagmatuto sa mga kabug-at sa nga elemento niini. Carbon nanotubes nga nakuha pinaagi sa spraying. Nga ang ilang gidaghanon nga misaka, kamo kinahanglan gayud nga mosulod ngadto sa usa ka graphite sungkod paagi. Sa kadaghanan sa mga kaso, ang usa ka sinagol nga lain-laing mga grupo sa mga metal. Dugang pa, adunay usa ka kausaban sa pressure ug sputtering pamaagi. Mao kini ang, sa usa ka Cathode pellet, ug diin ang carbon nanotubes naporma. Natapos nga mga produkto sa mga pagbangon perpendicularly gikan sa Cathode ug nakolekta ngadto sa bantal. Sila adunay usa ka gitas-on nga 40 microns.

Ablyasatsiya. Ang maong usa ka pamaagi nga giimbento sa Richard Smalley. Niini diwa-agad diha sa kamatuoran nga ang lain-laing mga vaporize graphite nawong sa usa ka reactor, nga naglihok sa hatag-as nga temperatura. Carbon nanotubes mga nag-umol sa evaporation sa graphite sa ubos nga bahin sa reactor. Makapabugnaw ug pagpundok kanila nagkinahanglan dapit pinaagi sa usa ka makapabugnaw nawong. Sa unang kaso, ang gidaghanon sa mga elemento mao ang katumbas sa 60%, unya sa niini nga paagi nga numero misaka sa 10%. Ang gasto sa laser absolyatsii pamaagi mao ang mas mahal pa kay sa tanan nga mga sa uban. Kasagaran, single-kinutaan nanotubes nga giandam sa pag-usab sa temperatura reaksyon.

Ang pagsaksi gikan sa bahin gas. carbon inalisngaw, pagsaksi pamaagi naimbento sa ulahing bahin sa 50s. Apan walay usa nga daan nga pinaagi sa kini mao ang posible nga sa pag-angkon carbon nanotubes. Busa, una kamo kinahanglan nga sa pag-andam sa nawong sa kausaban. Ingon nga kini mahimo nga lino nga fino nga mga partikulo sa nagkalain-laing mga metal, pananglitan, cobalt, nickel ug uban pa. Nanotubes nagsugod sa mitunga gikan sa paagi layer. Ang ilang gibag-on-agad sa gidak-on sa catalyzing metal. nawong sa naandan nga kainit sa usa ka taas nga temperatura, ug unya may suplay sa gas nga naglangkob sa carbon. Lakip kanila, - .., methane, atsetelen, ethanol, ug uban pa Sama sa usa ka dugang nga proseso sa gas mao ang ammonia. Kini nga produksyon nga pamaagi mao ang labing komon nga nanotubes. Ang proseso sa iyang kaugalingon mahitabo sa nagkalain-laing industriya nga negosyo, sa pagkaagi nga dili kaayo salapi gigugol alang sa produksyon sa usa ka dako nga gidaghanon sa mga tubo. Laing bentaha sa niini nga paagi mao nga ang mga bertikal nga mga miyembro mahimong nga nakuha gikan sa bisan unsa nga mga partikulo nga metal nga mag-alagad ingon nga ang mga paagi. Pagpangandam sa (carbon nanotubes gihulagway sa tanang dapit) nga nahimong posible pasalamat sa pagsiksik sa Suomi Iijima, nga naobserbahan sa ilalum sa mikroskopyo sa ilang mga panagway nga ingon sa usa ka resulta sa kalangkuban sa carbon.

Ang nag-unang matang sa

Carbon elemento gilahi sumala sa gidaghanon sa mga sapaw, mga haklap. Ang simplest matang - single-pinarilan nga carbon nanotubes. Ang matag usa kanila adunay usa ka gibag-on sa bahin sa 1 nm, ug ang ilang gitas-on mahimong mas dako. Kon atong hunahunaon ang mga estraktura, ang produkto motan-aw sama sa graphite wrap sa paggamit sa usa ka hexagonal grid. Sa noene nahimutang carbons. Busa, ang tube adunay usa ka cylindrical porma, nga walay magbubulit sa mga sakayan. Ang ibabaw nga bahin mosira lids mga lalang nga naglangkob sa fullerene molekula.

Sunod panglantaw - multiwall carbon nanotubes. Sila naglangkob sa pipila ka mga sapaw, mga haklap sa graphite nga stacked sa porma sa usa ka silindro. Ang gilay-on therebetween nga magpabilin sa 0,34 nm. Ang istruktura sa niini nga matang gihulagway sa paggamit sa duha ka mga pamaagi. Sa una, multi-tube - sa usa ka pipila ka dugmonan ka-kuta flauta nga motan-aw sama sa usa ka Russian nga monyeka. Sa usa ka ikaduha, multi-kinutaang nanotubes mga graphite Sheet nga giputos sa pipila ka mga panahon sa palibot sa iyang kaugalingon, nga mao ang susama sa usa ka pinilo nga mantalaan.

Carbon nanotubes: aplikasyon

Mga butang mao ang mga bag-ong sakop sa klase sa nanomaterials. Sama sa nahisgotan na, sila adunay usa ka lawas nga patay nga gambalay nga lahi gikan sa mga kabtangan sa mga graphite o diamante. Busa kini gigamit nga mas kanunay kay sa uban nga mga materyal.

Tungod sa maong mga kinaiya sama sa mainat kalig-on, flexural kusog, conductivity, gigamit sa daghang mga dapit:

  • ingon nga additives sa mga polymers;
  • paagi sa mga lalang suga, ingon man usab sa patag panel pagpakita ug handsets sa network telekomunikasyon;
  • ingon nga usa ka absorber sa electromagnetic balud;
  • gahum sa pagkakabig;
  • anodes sa nagkalain-laing matang sa battery;
  • Pagtipig sa hydrogen;
  • og sensor ug mga capacitors;
  • sagolsagol produksyon ug ginansiya sa ilang gambalay ug mga kabtangan.

Kay sa daghan nga mga tuig, carbon nanotubes, ang paggamit sa mga nga dili limitado sa usa ka partikular nga industriya, nga gigamit sa siyentipikanhong panukiduki. Ang maong materyal nga adunay usa ka huyang nga posisyon sa merkado, ingon nga adunay mga problema uban sa dako nga-scale produksyon. Ang laing importante nga punto mao nga ang hataas nga bili sa carbon nanotubes, nga mao ang mahitungod sa 120 dolyares matag usa ka gramo sa bahandi.

Sila gigamit ingon nga sa usa ka nag-unang mga elemento alang sa produksyon sa daghang mga sagolsagol, nga gigamit sa paghimo sa daghan nga mga sports mga butang. Laing industriya -avtomobilestroenie. Functionalization sa carbon nanotubes sa arte mao ang pagkunhod sa pagtuga polymers conductive kabtangan.

Coefficient sa kainit conductivity sa mga nanotubes mao ang hatag-as nga igo, aron nga sila mahimong gamiton ingon nga usa ka makapabugnaw device alang sa nagkalain-laing mga kaylap nga mga ekipo. Usab sila gihimo kalo nga gilakip sa mga tubo imbistigasyon.

Ang labing importante nga mga aplikasyon sa sanga naglakip sa computer teknolohiya. Tungod nanotubes mga ilabi na sa patag-panel pagpakita. Uban sa tabang sa kanila, nga kamo mahimo kamahinungdanon pagpakunhod sa gidak-on sa computer, ingon man sa pagdugang sa sa iyang teknikal nga performance. Andam ekipo mahimong pipila ka mga higayon nga labaw pa kay sa kasamtangan nga teknolohiya. Sa basehan sa niini nga mga pagtuon, kamo makahimo sa paghimo og taas nga-kinescopes.

Paglabay sa panahon, ang mga tubo nga gigamit dili lamang sa electronics, apan usab sa maayong panglawas ug kusog sektor.

produksyon

Carbon tubo, sa produksyon sa nga-apod-apod sa taliwala sa duha ka matang sa kanila, parehason-apod-apod. Ie, MWNT pagmugna mas labaw pa kay sa SWNT. Ang ikaduha nga matang sa buhata sa usa ka emergency. Nagkalain-laing mga kompaniya padayon maghimo carbon nanotubes. Apan ang panginahanglan sila halos dili gamiton, tungod kay sila gasto hataas ra kaayo.

mga lider sa produksyon

Sa karon, ang mga nag-unang nga posisyon diha sa produksyon sa carbon nanotubes okupar Asian nga mga nasud, produksyon kapasidad nga mao ang mas taas kay sa 3 nga mga panahon nga mas taas kay sa diha sa ubang mga nasud sa Europe ug Amerika. Sa partikular, ang produksyon sa MWNT ang moapil sa Japan. Apan ang ubang mga nasod, sama sa Korea ug China, wala concede sa niini nga timailhan.

Production sa Russia

Domestic produksyon sa carbon nanotubes halayo sa luyo sa ubang mga nasud. Sa pagkatinuod, ang tanan-agad sa kalidad sa mga research sa niini nga dapit. Walay dili gigahin igo nga pundo alang sa kalamboan sa siyensiya ug teknolohiya centers sa nasud. Daghang mga tawo ang wala makasabut sa pagpalambo sa nanotechnology, tungod kay wala ko masayud kon sa unsang paagi kini magamit sa industriya. Busa, ang transisyon ngadto sa usa ka bag-o nga ekonomiya agianan midagan mao na lisud.

Busa, ang mga Russian nga presidente nga gi-isyu sa usa ka sugo, nga nagtakda sa pagpalambo sa nagkalain-laing mga dapit sa nanotechnology, lakip na ang mga elemento sa carbon. Tungod niini nga katuyoan, usa ka espesyal nga development nga programa gimugna aron sa paghimo sa ilang kaugalingon nga mga teknolohiya. Company "Nanotechnologies" gibuhat aron nga ang tanan nga mga punto sa kahusay gihimo ,. Niini ninglihok gigahin sa usa ka malig-nga kantidad gikan sa budget sa estado. Kini mao siya nga kinahanglan pagkontrolar sa design, produksyon ug pagpatuman sa industriyal nga mga aplikasyon sa carbon nanotubes. kantidad sa gigahin sa paggahin sa pagpalambo sa nagkalain-laing mga institute research ug laboratoryo, ingon man sa pagtabang sa paglig-on sa kasamtangan nga mga kalampusan sa domestic siyentipiko. Usab, kini nga pundo gamiton alang sa pagpalit sa mga hatag-as nga kalidad nga mga ekipo alang sa produksyon sa carbon nanotubes. kinahanglan usab kini sa pag-atiman sa mga lalang nga manalipod sa panglawas sa tawo, sukad sa materyal nga hinungdan sa usa ka lainlaing matang sa mga sakit.

Sama sa nahisgotan na, ang tibuok problema anaa sa pagpadako sa pundo. Kadaghanan sa mga investors nga dili gusto mamuhunan sa research ug development, ilabi na alang sa usa ka hataas nga panahon. Ang tanan nga mga negosyo nga gusto sa pagtan-aw sa usa ka kapuslanan, apan Nano-makaadto alang sa tuig. Mao kana ang miduso sa mga representante sa mga gagmay ug medium-kadako negosyo. Dugang pa, nga walay publiko nga investment dili bug-os nga magsugod sa produksyon sa nanomaterials. Laing problema mao ang kakulang sa legal nga basehan, tungod kay walay intermediary sa taliwala sa mga nagkalain-laing hugna sa sa negosyo. Busa, ang carbon nanotube produksyon sa Russia, nga wala nag-angkon, nagkinahanglan dili lamang sa pinansyal nga, kondili usab sa mental investment. Samtang ang Russian Federation mao ang sa halayo gikan sa Asian nga mga nasod nga nag-unang sa pagpalambo sa nanotechnology.

Sa petsa, kalambuan sa industriya nga moapil diha sa mga kemikal nga mga departamento sa nagkalain-laing mga unibersidad sa Moscow, Tambov, St. Petersburg, Novosibirsk ug Kazan. Ang nag-unang tiggama sa carbon nanotubes mga malig-on "Garnet" ug Tambov sa tanom "Komsomolets".

Positibo ug negatibo nga aspeto

Lakip sa mga bentaha nga atong ila sa mga espesyal nga kabtangan sa carbon nanotubes. Sila mao ang usa ka lig-nga materyal, nga mao ang ubos sa impluwensya sa mekanikal nga kapit-os dili malaglag. Dugang pa, sila maayo sa bending ug miinat. Kini nahimong posible tungod sa closed istruktura sa frame. Ang ilang paggamit dili limitado sa usa ka sektor. Ang mga tubo nga gigamit diha sa mga automotive, electronics, tambal ug enerhiya.

Dako nga drawback mao ang negatibo nga epekto sa panglawas sa tawo. Partikulo nanotubes pagsulod sa lawas sa tawo, sa paghatag sa pagsaka ngadto sa malignant hubag ug sa kanser.

Usa ka mahinungdanon nga aspeto mao ang financing sa niini nga sector. Daghang mga tawo ang dili gusto nga mamuhunan sa siyensiya, sama sa nga gikinahanglan ninyo sa usa ka daghan sa panahon alang sa kapuslanan. Ug walay usa ka ninglihok research laboratoryo dili mahimo nga ang kalamboan sa nanotechnology.

konklusyon

Carbon nanotubes play sa usa ka mayor nga papel sa bag-ong mga teknolohiya. Daghang mga eksperto pagtagna sa pagtubo sa industriya niini sa umaabot nga mga tuig. Adunay mahimo nga usa ka mahinungdanon nga pagtaas sa produksyon nga kapasidad, nga pagpakunhod sa gasto sa mga butang. Uban sa pagkunhod sa presyo, sa tube mahimong sa dako nga panginahanglan, ug mahimong usa ka irreplaceable nga materyal alang sa daghang mga lalang ug sa mga ekipo.

Busa, kami nakakaplag kon unsay naglangkob niini nga mga mga produkto.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 ceb.unansea.com. Theme powered by WordPress.