Karbono nanohodien: ekoizpena, erabilera, propietate

Energia industria garrantzitsu bat, giza bizitzan paper garrantzitsua betetzen du. Energia herrialde baten egoera industrian zientzialari askoren lana araberakoa da. Gaurkoan ari dira bilatzen energia alternatiboen. Horretarako, ezer erabili, eguzki-argia eta ura, airea power akabera prest dira. Hori energia sortzeko ingurumena gai da ekipoa, asko estimatzen da.

Orokorra

Karbono nanohodien - luzea ijetzitako grafito forma zilindrikoa batekin hegazkin batean. Normalean, beren lodiera nanometro hamarnaka iristen hainbat zentimetro luze da. nanohodi baten amaieran esferiko buru bat, fullereno zati bat osatzen du.

metalikoak eta erdieroaleak: karbonozko nano-mota batzuk daude. Ezberdintasun nagusia egungo eroankortasun da. Lehenengo mota egungo egitea 0 ºC-ko tenperaturan, eta bigarren - tenperatura altuetan bakarrik.

Karbono nanohodien: propietate

joerak moderno gehienek hala nola Kimika Aplikatuko edo nanoteknologia gisa, eta horrek karbono hezur egitura dute nanohodiak lotuta. Zer da? egitura horren arabera, molekula handiak dira, elkarri lotuak bakarrik karbono atomo dagokio. Karbonozko nanohodiak dira, oskol itxia inprimakia propietate oinarritzen da, baloratzen dira. Gainera, datuak eraketa forma zilindrikoa dira. Horrelako hodiak grafito-orriak gogor, bai katalizatzaile jakin batetik hazten prestatu ahal izango da. Karbonozko nanohodiak, bertan argazki azpian daude, ezohiko egitura dute. Forma desberdinak eta tamaina dira: bakar-geruza eta geruza anitzeko, zuzen eta bihurgunetsuak. Izan ere, nano hori nahiko ahulak dira arren, material indartsuena dira. Ondorioz, hainbat ikerketak aurkitu dute, hala nola, trakzio eta flexio indarra ezaugarri berezko direla. estres mekanikoa larriak ekintza Under, elementu ez presarik eta ez hautsi, hau da, tentsio desberdinetara egokitu ahal izango dira.

toxikotasun

ikerketak anitz ondorioz, aurkitu zen karbonozko nano hori arazo bera amiantoak zuntz, adibidez tumore gaiztoak hainbat edukitzea, baita biriketako minbizia eragin dezake. amiantoak eraginpean kaltegarriak-maila mota eta lodiera bere zuntz araberakoa da. karbonozko nano pisu txikia eta tamaina delako, erraz sartu zuten gorputza batean airean batera. Are gehiago, erori dira pleura sartu dira, eta bularrean sartuta, eta azkenean konplikazioak barietate bat eragin. Zientzialariek esperimentu bat burutu eta saguak partikula nanohodiak janaria gehitu. diametroa txikien produktuak ia ez zuen gorputzean egoteko, baina handiagoa - sabelean hormak zulatu eta hainbat gaixotasun eragin.

prestatzeko metodoak

Orain arte, honako karbonozko nano ekoizten arku dionean, ablazioa, lurruna metaketa metodoak daude.

alta elektrikoa. (Karbonozko nano artikulu honetan deskribatzen dira) karga elektrikoa, bertan helioa batera erretzen plasma batean prestatzea. Prozesu bat, hala nola egin ahal izango dira ekipamendu tekniko bereziak erabiliz fullereno ekoizteko. Baina beste arku moduak metodo hau erabiltzen. Adibidez, uneko dentsitatea gutxitzen, eta katodo du lodiera handia erabiltzen. helioa giroa sortzeko beharrezkoa da elementu horren presioa igotzeko. Karbonozko nanohodiak lortzen spraying. Hori da haien kopurua handitu egin da, grafito hagaxka katalizatzaile batean sartu behar duzu. Kasu gehienetan, metal talde desberdinak nahasketa bat. Are gehiago, ez dago presio eta sputtering metodoa aldaketa bat da. Horrela, katodoaren Pelletan bat, eta dua karbonozko nano eratu dira. Amaitu produktu perpendikularki igotzen dira katodoaren eta sorten sartu bildu da. 40 mikrometroko luzera dute.

Ablyasatsiya. Metodo bat, besteak zen Richard Smalley asmatu. Bere funtsa desberdinak vaporize grafito Azalera Izan ere, erreaktore batean, tenperatura altuetan jarduten. Karbonozko nanohodiak dira grafito lurruntzea erreaktorearen behealdean osatzen dute. Hotz eta horiek biltzen gertatzen hozte gainazal baten bidez. Lehen kasuan, elementu kopurua% 60 berdina da, ondoren metodoa zifra hori% 10 hazi da. laser absolyatsii metodoa kostua beste guztiak baino garestiagoa da. Oro har, bakar-harresi nanohodiak prestatu erreakzio tenperatura aldatuz.

gas fasean aurrera metaketa. karbono-lurrunaren metaketa metodoa 50eko hamarkadaren amaieran asmatu zen. Baina inork ez aurreikusi zitekeen horren bidez posible dela karbonozko nano lortzeko. Beraz, lehenengo katalizatzaile azalera prestatu behar duzu. hainbat metalak, adibidez, kobaltoa, nikela eta besteen partikula finak izan daiteke eta. Nanohodiak katalizatzaile geruza sortzen hasi dira. Haien lodiera metal katalizatzaile tamainaren araberakoa da. azalera da tenperatura altua berotzen, eta gero han gas dituen karbono-eskaintza da. Horien artean, - .., metano, atsetelen, etanola, etab prozesua gehiago gas gisa amoniakoa da. ekoizpen-metodo honek nanohodiak ohikoena da. Prozesua bera gertatzen hainbat enpresa industrialak dira, beraz, diru gutxiago dago hodiak ugari ekoizteko gastatu. Metodo honen abantaila bat da kideen bertikala duen edozein metal partikula katalizatzaile gisa balioko lor daitezke. (Karbonozko nano dira alde guztietatik deskribatu) prestaketa egin esker Suomi Iijima, nor mikroskopioan behatu beren karbono sintesia ondorioz itxura ikertzeko.

mota nagusia

Carbon elementu geruzak kopuruaren arabera sailkatzen dira. Errazena mota - single-harresi karbono nanohodiak. Horietako bakoitzak 1 nm-ko lodiera du, eta bere luzera askoz handiagoa izan daiteke. egitura kontuan hartuz gero, produktua grafito wrap hexagono sareta bat erabiliz itxura. erpinak kokatuta Karbono. Horrela, hodi zilindrikoak forma bat da, eta horrek josturak ez du ditu. Goiko aldea, tapa gailuak fullereno molekula osatua ixten.

Hurrengo ikuspegia - multiwall karbono nanohodiak. grafito geruzen diren zilindro forma pilatuta osatuta dute. distantzia therebetween The 0,34 nm at mantendu. mota honen egitura bi metodo erabiliz deskribatzen dira. gutxi batzuk habiaratutako bakarreko horma kanalizazio hori errusiar panpina bat bezala itxura - Lehenengo, multi-hodi On. Bigarren batean, multi-harresi nanohodiak grafito txapa hau da, hainbat aldiz bilduta beraren inguruan, eta horrek tolestuta egunkari baten antzekoa da dira.

Karbono nanohodien: aplikazioetan

Elementu marka nanomaterialen class kidea berriak dira. Lehen aipatu bezala, carcass egitura bat grafito edo diamante propietate desberdina dute. Beraz, beste material baino gehiago erabiltzen da maiz.

ezaugarri, hala nola trakzio indarra, flexural indarra, eroankortasun bezala direla-eta, arlo askotan erabiltzen dira:

• Polimero to-gehigarri gisa;
• argiztapen gailuak, baita lauak pantailak eta telefonoetan telekomunikazio sareetan katalizatzaile;
• uhin elektromagnetikoen jasotzailea bezala;
• power bihurtze;
• bateria, hainbat mota ere anodoak;
• Hidrogenoa biltegiratzea;
• sentsore eta kondentsadoreak ekoizten;
• konpositeen ekoizpena eta bere egitura eta propietate anplifikazioa.

Urte askotan, karbonozko nano lortzeko, eta horrek erabilera ez da industria jakin bati mugatuta, ikerketa zientifikoa erabiltzen. Horrelako material merkatuan posizio ahul bat du, ez dira eskala handiko ekoizpen arazoak. Beste puntu garrantzitsu karbonozko nano kostu handia, eta horrek substantzia gramo bat dolar 120 inguru da.

Dute konposite asko, eta horrek asko kirol ondasun egiteko erabiltzen ekoizteko oinarrizko elementu gisa erabiltzen dira. Beste industria -avtomobilestroenie. karbono artea nanohodiak Funtzionalizatzeak murriztu da polimeroen endow eroale propietate.

nanohodiak eroankortasun termiko koefizientea altua da nahikoa, beraz, hozteko zenbait ekipamendu masiboak gailu gisa erabil daiteke. direla zunda hodiak erantsita txapelak Era egin dute.

garrantzitsuena adar aplikazioen artean, ordenagailu teknologia. Dela nanohodiak batez lauak-panel bistaratzen dira. Horietako laguntzaz, murriztu dezakezu ordenagailuaren tamaina, baita bere performance tekniko areagotzeko. Prest ekipamendu egungo teknologia baino hainbat aldiz handiagoa izango da. ikasketa horiek oinarri hartuta, goi-kinescopes sor dezakezu.

Denborarekin, hodiak erabiliko da elektronika, ez bakarrik, baina baita osasun eta energiaren sektoreetan.

produkzio

Carbon hodiak, eta horrek ekoizpena bi horietako mota artean banatuko da, badaude. Hau da, MWNT ekoizteko SWNT baino askoz gehiago. do bigarren mota larrialdi batean. Hainbat enpresek etengabe ekoizteko karbono nanohodiak. Baina eskaria zuten ia ez erabili, handiegia kostatuko dutelako.

liderrak ekoizpen

Gaur egun, puntako karbonozko nano ekoizpenean jarrera Asiako herrialdeetan, okupatu produkzio ahalmena den beste Europa eta Amerikako herrialde batzuetan baino 3 baino handiagoa aldiz handiagoa. Bereziki, MWNT ekoizpena da Japonian arduratzen. Baina beste herrialde batzuetan, hala nola, Korea eta Txina, eta ez zuen adierazle honetan concede.

Errusian Produkzioaren

Barne karbono nanohodiak ekoizpen urrun beste herrialde atzean. Izan ere, dena ikerketa kalitatea eremu horretan araberakoa da. Ez dago esleitu nahikoa fondoak zientzia eta teknologia-zentroetan garatzen herrialdeko da. Jende askok ez nanoteknologia garatzen hauteman, ez dudalako dakit nola industrian erabil daiteke. Beraz, ekonomia ibilbide eskailerak berrian trantsizio nahiko zaila da.

Hori dela eta, Errusiako presidenteak dekretu bat, eta horrek nanoteknologiaren arloetan hainbat karbono elementu barne garapena ezartzen du. Horretarako, garapen programa berezi bat sortu zen euren fabrikatzeko teknologia. Enpresa "nanoteknologiak" sortu zen, beraz, ordena puntu guztietan egin ziren ,. Bere funtzionamendua egoera aurrekontutik kopuru handia bideratu zen. Nork diseinua, ekoizpena eta ezartzea karbono nanohodiak industria-aplikazioetan kontrolatu behar zuen izan zen. Zenbatekoa esleitu hainbat ikerketa institutu eta laborategi garatzeko gastatu, baita laguntzeko, dauden etxeko zientzialari lorpenak sendotzeko. Era berean, funts horiek kalitate handiko ekipamendua erosteko karbono nanohodiak ekoizteko erabiliko da. halaber zaindu behar da gailu horiek direla giza osasuna babestu egingo du, materiala gaixotasun hainbat eragiten geroztik.

Lehen aipatu bezala, arazo osoa funtsak biltzeko datza. inbertitzaile gehienek nahi ez ikerketa eta garapenean inbertitzeko, batez ere, denbora luzez. Negozio guztiak nahi irabazien bat ikusteko, baina Nano-ahal urtez joan. Horixe bultzatzen enpresa txiki eta ertainen ordezkariak. Horrez gain, inbertsio publikorik gabe ez guztiz hasteko nanomaterialen ekoizpenean. Beste arazo bat oinarri juridikorik eza da, ez baitago negozioaren fase arteko bitartekaritza ez da. Beraz, karbono nanotube Errusian ekoizpenean, eta hori ez da aldarrikatu, ez da beharrezkoa bakarrik finantza, baina baita inbertsio mentala. Errusiako Federazioko urrun dagoen arren Asian herrialdetako diren nanoteknologian garapenean liderra.

Orain arte, industrian garapen Mosku, Tambov, San Petersburgo, Novosibirsk eta Kazan hainbat unibertsitate sail kimikoa arduratzen. karbono nanohodiak fabrikatzaile liderra sendoa dira "Garnet" eta Tambov landare "Komsomolets".

Positiboa eta negatiboa alderdi

abantailen artean karbono nanohodiak propietate berezia bereiz ditzakegu. material iraunkorra, eta horrek estresa mekanikoa eragina ez da suntsitzen ari da dira. Gainera, ondo funtzionatzen duten okertuz eta luzatze batean. Hau egin zen posible dela-markoaren egitura itxi du. Haien erabilera ez da sektore bat mugatuta. hodiak dute automobilgintza, elektronika, medikuntza eta energia erabili izan da.

Erraldoia eragozpen giza osasunean eragin negatiboa da. Partikulak nanohodiak giza gorputzean sartuz, tumore gaiztoak eta minbizia sorrarazten.

funtsezko alderdi bat sektore honen finantzatzea da. Jende askok nahi ez zientzia inbertitzeko, denbora asko irabazi behar duzun bezala. Eta funtzionamendu gabe ikerketa laborategietan ezin nanoteknologia garatzen egon.

ondorio

Karbono nanohodien jolastu teknologia berritzaileak garrantzitsua. Aditu askok industria honen hazkunde iragartzeko datozen urteotan. Badira produkzio ahalmena nabarmen hazi da, eta horrek ondasunak kostu murriztuko du izango. prezioen jaitsiera batekin, hodi egingo eskari handi izan, eta gailu eta ekipamenduak askotarako material ordezkaezina bihurtu dira.

Beraz, jakin genuen zer osatzen produktu horiek.