Дослідження властивостей і потенціалу вуглецевих нанотрубок

Структура та утворення

Вуглецеві нанотрубки утворюються в результаті процесу високотемпературного розкладання вуглецю або хімічного осадження з парової фази (ХОФ). У ХОФ, суміш гідрокарбонових газів пропускається над нагрітим субстратом, що призводить до росту шарів графену, які потім скручуються у трубки. Точний діаметр і хіральність (поворот) вуглецевих нанотрубок значною мірою залежать від цих параметрів.

Механічні властивості

Вуглецеві нанотрубки мають надзвичайно високу міцність на розрив, значно перевищуючи міцність сталі. Це обумовлено сильними σ₂-зв’язками вуглецю всередині стінок трубок та їхньою шаровою структурою. Механічні властивості дуже чутливі до дефектів та домішок, що робить контрольований синтез критично важливим.

σ ≈ 130-270 GPa (estimated tensile strength)

Електричні властивості

Завдяки унікальній електронній структурі CNT, вони демонструють виняткову електричну провідність. В залежності від їхньої хіральності, вони можуть поводитися як напівпровідники або металеві провідники. Точний контроль над цією поведінкою є основним об’єктом досліджень.

Conductivity depends heavily on chiral vector and defect density.

Застосування

Вуглецеві нанотрубки досліджуються для застосувань у передових композитних матеріалах, гнучкій електроніці, датчиках, накопичувачі енергії (акумуляторах та суперконденсаторах) та доставленні ліків. Проте, залишаються виклики щодо досягнення масового виробництва з узгодженою якістю та ефективного інтегрування їх у пристрої.

Часті запитання

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте Lattice Vibrations & Phonons і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.