Сочинение на тему Типы углеродных нанотрубок ОСНТ
- Опубликовано: 17.09.2020
- Предмет: Наука
- Темы: Механическая инженерия, Технологии, Химия
Углеродные нанотрубки УНТ представляют собой длинные цилиндры с ковалентно связанными атомами углерода, которые обладают необычными электронными и механическими свойствами. Существует два основных типа УНТ: одностенные углеродные нанотрубки (ОСНТ), которые представляют собой фундаментальную цилиндрическую структуру, и многостенные углеродные нанотрубки (МОУНТ), которые изготовлены из коаксиальных цилиндров, имеющих межслоевое расстояние, близкое к межслоевому расстоянию в графите. (0,34 нм). Эти цилиндрические структуры имеют диаметр всего несколько нанометров, но длина цилиндра может составлять десятки микрон, при этом большая часть конца покрыта половиной молекулы фуллерена. УНТ могут быть получены с использованием трех методов, которые включают дуговой разряд постоянного тока, лазерную абляцию и химическое осаждение из паровой фазы (CVD).
Типы углеродных нанотрубок
ОСНТ состоит только из одного слоя углерода. У этого может быть большая тенденция выровняться в упорядоченные связки. MWCNTs состоит из двух или более слоев углерода. Он имеет тенденцию образовывать неупорядоченные комки.
<Р>
<Ч>
Свойства углеродных нанотрубок
Углеродные нанотрубки наделены исключительно высокими свойствами материала, очень близкими к их теоретическим пределам, таким как электрическая и теплопроводность, прочность, жесткость, ударная вязкость и низкая плотность.
Механические свойства
Прочность связи C-C дает большой интерес к механическим свойствам нанотрубок. Теоретически, они должны быть жестче, чем любое другое известное вещество. Модуль Юнга одностенных углеродных нанотрубок (ОСНТ) может достигать 2,8-3,6 ТПа и 1,7-2,4 ТПа для многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ), что примерно в 10 раз выше, чем у стали, самого прочного известного металлического сплава.
Электрические свойства
Нанометрические размеры УНТ вместе с уникальной электронной структурой графенового листа делают электронные свойства этих одномерных (1D) структур необычными. Одномерная структура УНТ помогает им в создании хорошего электрического проводника. Некоторые нанотрубки имеют проводимость выше, чем у меди, в то время как другие ведут себя больше как кремний. Теоретически, металлические нанотрубки, имеющие электропроводность от 105 до 106 См / м, могут нести плотность электрического тока 4 × 109 А / см2, что более чем в 1000 раз больше, чем у металлической меди, и, следовательно, может использоваться в качестве тонкой электронной пушки для дисплеев с малым весом. .
Метод углеродно-дугового разряда, первоначально использовавшийся для получения фуллеренов C60, является наиболее распространенным и, возможно, самым простым способом получения УНТ. Но этот метод производит графитовые примеси, такие как углеродная сажа, содержащая аморфный углерод, анионы и фуллерены.
Лазерная абляция
Лазерная абляция использует интенсивный лазерный импульс для испарения углеродной мишени, которая также содержит небольшое количество металлов, таких как никель и кобальт, и помещается в трубчатую печь при 1200ºС. Когда мишень аблируется, через нее пропускается инертный газ. камера, несущая выращенные нанотрубки на холодном пальце для сбора. Этот метод в основном производит SWCNT в форме веревок.
Химическое испарение паров
В этом процессе смесь углеводородного, металлического катализатора вместе с инертным газом вводится в реакционную камеру. Этот метод обеспечивает больший контроль над длиной и структурой полученных нанотрубок по сравнению с дуговым и лазерным методами. Этот процесс также может быть расширен для производства промышленных количеств УНТ.
Применение углеродной нанотрубки
Благодаря своим превосходным свойствам, УНТ открыли новую эру современных многофункциональных материалов. Включение УНТ в полимерные матрицы дает материалы, которые можно использовать для многих высокопроизводительных инженерных задач. В настоящее время наиболее распространенное использование нанокомпозитов УНТ в электронике. Эти нанокомпозиты могут быть использованы для защиты от электромагнитных помех и в качестве компонентов электростатического разряда. Способность нанотрубок поглощать микроволны может использоваться для нагрева временных корпусных конструкций и может найти применение в освоении космоса. Тонкие слои нанотрубок на пластмассах также могут быть использованы в прозрачных проводящих композитах.
Высокая механическая прочность этих нанокомпозитов может быть использована для изготовления некоторых высококачественных спортивных товаров, таких как теннисные ракетки, бейсбольная бита и т. д., и, таким образом, для обеспечения превосходных характеристик. Короче говоря, крупнейшим рынком для нанокомпозитов УНТ, несомненно, будут высокоприбыльные приложения, способные покрыть дополнительные расходы, в том числе такие коммерческие отрасли, как электроника, особенно авиакосмическая промышленность (для которой требуются легкие, высокопрочные, жаростойкие композиты) и энергия (например, в резиновых уплотнениях, армированных нанотрубками, для крупных нефтедобывающих платформ). Как только стоимость нанотрубок станет сопоставимой со стоимостью углеродного волокна (или даже стоимости гораздо более дешевого армирующего агента, технического углерода), такие товары, как резиновые шины с нанотрубками, могут стать реальностью.
Цель этого эксперимента – получить представление о полностью настраиваемой программе LabVIEW и понять, как инженеры используют программу в своих интересах, чтобы создать собственную лабораторию, которая
Полимеры представляют собой большие молекулы и имеют одну и ту же структурную единицу, повторяющуюся снова и снова, и эти повторяющиеся единицы известны как мономеры. Эти
Кибербезопасность или защита информационных технологий – это методы защиты компьютеров, сетей, программ и данных от несанкционированного доступа или атак, направленных на эксплуатацию. Существует четыре типа