Что такое углеродные нанотрубки?

Углеродные нанотрубки представляют собой цилиндрические молекулы электрически нейтральная частица, образованная из двух или более связанных ковалентными связями атомов, изготовленные из свернутых листов графена. Это самые жесткие и прочные материалы, которые были в русском народном творчестве краткий устный рассказ о происшествии, случае, имевшем место в действительности, без упора на личное свидетельство рассказчика синтезированы. Они имеют уникальные электрические и тепловые свойства. Эти нанотрубки могут иметь множество одно из ключевых понятий математики; это математический объект, сам являющийся набором, совокупностью, собранием каких-либо объектов, которые называются элементами этого множества и обладают общим применений, от электроники до материаловедения.

С момента открытия углеродных нанотрубок в 1991 году появился новый ученик в области материаловедения междисциплинарный раздел науки, изучающий изменения свойств материалов как в твёрдом, так и в жидком состоянии в зависимости от некоторых факторов — нанонаука. Многие университеты и организации по всему миру вложили миллионы долларов, чтобы раскрыть тайны этих материалов.

Углеродные нанотрубки — интригующий аллотроп углерода. У них есть множество уникальных, никогда не встречавшихся ранее свойств. Например, они могут быть плотными и сильными, будучи тоньше человеческого волоса.

Углеродная нанотрубка представляет собой чрезвычайно маленькую цилиндрическую структуру, изготовленную из графена. Графен представляет собой один слой атомов углерода химический элемент, обозначающийся буквой C и имеющий атомный номер 6, плотно связанных в двумерной гексагональной решетке.

Они могут быть изготовлены различной длины физическая величина, числовая характеристика протяжённости линий в соответствии с требованиями. Эти конструкции невероятно легкие, стабильные и обладают потенциалом для разработки может означать: Процесс проектирования и конструирования изделия (см. Разработка нового продукта и Разработка с общедоступными наработками) Итеративная разработка Разработка алгоритмов Разработка удивительных материалов будущего гипотетическая часть линии времени, множество событий, которые ещё не произошли, но могут произойти. На самом деле работа, занятие, действие не для развлечения; предпринимательство, коммерческое предприятие, бизнес; вопрос, требующий разрешения, они считаются лучшим кандидатом на материал для строительства космического лифта.

Ниже мы подробно остановились на процессе производства в экономике процесс создания какого-либо продукта, свойствах и применениях углеродных нанотрубок. Это просто краткий обзор того Республика (фр. République togolaise) — государство в Западной Африке, граничащее с Ганой на западе, Бенином на востоке и Буркина-Фасо на севере, что мы знаем об этих удивительных молекулах.

Два основных типа единица расчленения изучаемой реальности в типологии: В биологии под типом понимают несколько не связанных между собой вещей: Тип (биология) (лат. phylum) — один из высших рангов таксономической углеродных нанотрубок

Углеродные нанотрубки могут быть классифицированы на основе их структуры —

1) Одностенные нанотрубки (ОСНТ): имеют диаметры в диапазоне один нанометр. Они являются одним из углеродных аллотропов, промежуточных между плоскими графеновыми и фуллереновыми клетками.

2) Многостенные нанотрубки (MWNT): состоит из нескольких концентрически связанных углеродных нанотрубок. Они могут быть длиной в несколько микрометров (или даже миллиметров) с диаметром в изначальном значении термина — отрезок, соединяющий две точки на окружности и проходящий через центр окружности, а также длина этого отрезка более 100 нанометров дольная единица измерения длины в Международной системе единиц (СИ), равная одной миллиардной части метра (то есть 10−9 метра).

Обе структуры имеют различные характеристики, которые делают эти нанотрубки подходящими для различных применений.

Кто открыл углеродные нанотрубки?

Это довольно спорный вопрос, потому что многие ученые сообщают о существовании углеродных нанотрубок. В документе, опубликованном в 2006 году, описывалось увлекательное и часто искаженное происхождение углеродной нанотрубки.

Хотя история область знаний, а также гуманитарная наука, занимающаяся изучением человека (его деятельности, состояния, мировоззрения, социальных связей, организаций и так далее) в прошлом углеродных нанотрубок восходит к началу 1950-х годов (когда два российских ученых опубликовали четкие изображения углеродных трубок с 50 нанометрами), большая часть научной и популярной литературы посвящена японскому физику Сумио Иидзиме за открытие новое достижение, совершаемое в процессе научного познания (см. эпистемология, материализм) природы и общества; установление неизвестных ранее, объективно существующих закономерностей, свойств и полого нанометрового размера трубы, состоящие из графитового углерода.

В 1991 году он написал статью, описывающую многостенные углеродные нанотрубки, что послужило основанием для интенсивных исследований углеродных наноструктур.

Как они сделаны?

Углеродные нанотрубки могут быть изготовлены несколькими способами способ достижения какой-либо цели. Тремя наиболее распространенными процедурами являются разряд, лазерная абляция аблация (лат. ablatio — отнятие) — многозначный физический термин, обозначающий процесс уноса вещества с поверхности твёрдого тела под воздействием излучений и обтекающего потока горячего газа: и химическое осаждение из паровой фазы.

Дуговой разряд происходит от глагола «разряжать» или от глагола «разрежать», имеет множество значений в различных областях — это традиционная технология, в которой углеродные нанотрубки получают дуговым испарением процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в парообразное или газообразное, происходящий на поверхности вещества двух углеродных стержней, расположенных вплотную. Эти нанотрубки затем изолируются от пара и сажи.

При лазерной абляции для испарения графита используются инертный газ и пульсирующий лазер (при высоких температурах). Углеродные нанотрубки затем извлекаются из паров, которые обычно требуют дальнейшей очистки многозначный термин.

Процесс химического осаждения преципитация — образование твёрдого осадка в растворе в процессе химической реакции, например, при добавлении соответствующих реагентов из паровой фазы период, ступень, этап в развитии какого-либо явления дает возможность массового производства нанотрубок в более легко контролируемых условиях и при меньших затратах. Таким образом, в настоящее время это самый популярный метод способ достижения какой-либо цели синтеза углеродных нанотрубок.

В этом процессе производители объединяют углеродсодержащие реакционные газы (такие как окись углерода или водород) с металлическими катализаторами химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не расходующееся в процессе реакции (такими как железо), чтобы получить нанотрубки на катализаторе внутри высокотемпературной печи.

Процесс может быть либо плазменным, либо чисто каталитическим. Последнее требует более высоких температур физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел (до 750 ° C), чем процесс с плазменной поддержкой (200-500 ° C).

Во всех этих трех методах конечные продукты должны быть дополнительно очищены с использованием различных методов, таких как обработка ультразвуком или кислотой.

Свойства атрибут предмета (объекта) углеродных нанотрубок

Механический — с точки зрения система (зрительный анализатор, орган зрения) — бинокулярная (стереоскопическая) оптическая система биологической природы, эволюционно возникшая у животных и способная воспринимать электромагнитное модуля упругости и прочности свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих под воздействием внешних сил на разрыв, углеродные нанотрубки являются самыми жесткими и прочными материалами, которые синтезируются. Этот вид силы происходит от чрезвычайно сильной формы молекулярного взаимодействия между отдельными атомами частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств углерода — ковалентными связями sp 2.

Нанотрубки удерживаются вместе сравнительно слабыми ван-дер-ваальсовыми силами физическая векторная величина, являющаяся мерой воздействия на данное тело со стороны других тел или полей. Обычно углеродные нанотрубки намного длиннее своего диаметра. В 2013 году исследовательская группа создала углеродные нанотрубки длиной 0,5 метра с отношением диаметра к длине 1: 132 000,00.

Исследование в предельно широком смысле — поиск новых знаний или систематическое расследование с целью установления фактов; в более узком смысле исследование — научный метод (процесс) изучения чего-либо, проведенное в 2008 году, показало, что отдельные нанотрубки могут иметь прочность до 100 гигапаскалей. Стандартные одностенные нанотрубки, однако, могут выдерживать давление до 25 гПа без постоянной деформации.

Электроуглеродные нанотрубки обладают исключительной электропроводностью. Они либо металлические, либо полупроводниковые, и эти свойства не зависят от того, свернута ли трубка ниже или выше плоскости графена. Электрические свойства остаются неизменными для нанотрубки и ее зеркального отражения.

Теоретически, металлические нанотрубки могут нести в 1000 раз больше плотности электрического тока, чем металлы, такие как медь.

Оптико-углеродные нанотрубки обладают полезными свойствами фотолюминесценции, оптического поглощения и спектроскопии раздел физики, посвящённый изучению спектров электромагнитного излучения комбинационного рассеяния изменение характеристик (часто — угла) после столкновения (касания, прохождения мимо) с веществом или телом света Света — женское имя.

Они обеспечивают надежную и быструю характеристику совокупность отличительных свойств кого-либо или чего-либо «качества Качество — философская категория нанотрубок» с точки зрения структурных дефектов Дефект — производственный брак и нетрубого содержания Содержание — философское понятие Пожизненное содержание — Российское право Содержание денежной единицы — финансы Содержание — структурирование текста «Содержание» — совместная музыкальная акция углерода. Эти характеристики определяют практически все важные свойства, включая электрические, механические и оптические свойства.

Хотя электрохимические, электрические и механические свойства нанотрубок хорошо изучены и имеют практическое применение в различных областях, применение оптических свойств до сих пор неясно. До настоящего настоящее время (сокращённо н.в.) — часть линии времени, состоящая из событий, которые происходят в данный момент, то есть определенная область пространства-времени времени форма протекания физических и психических процессов, условие возможности изменения светодиоды или светоизлучающий диод (СД, СИД; англ. light-emitting diode, LED) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него, оптоэлектронные запоминающие устройства, болометры тепловой приёмник излучения, чаще всего оптического (а именно — ИК-диапазона) были реализованы с использованием одностенных углеродных нанотрубок.

Термические — углеродные нанотрубки обладают уникальными термическими свойствами , которые делают их особенными для разработки новых материалов. На самом деле их теплопроводность намного лучше, чем у алмазов минерал, кубическая аллотропная форма углерода.

Теплопроводность способность материальных тел проводить энергию (теплоту) от более нагретых частей тела к менее нагретым частям тела путём хаотического движения частиц тела (атомов, молекул, электронов и т. п.) при комнатной температуре одностенной нанотрубки вдоль ее оси составляет 3500 Вт · м -1 · К -1 . Температурная стабильность этих нанотрубок составляет около 750 ° С на воздухе и до 2800 ° С в вакууме.

Применение

За последние два десятилетия цены на углеродные нанотрубки иначе тубулярная наноструктура; нанотубулен (англ. nanotube) — топологическая форма наночастиц в виде полого наностержня снизились с 1500 долларов за грамм до 2 долларов название валют множества стран мира, включающих Австралию, Белиз, Канаду, Новую Зеландию, Намибию, Сингапур, Синт-Эстатиус, Сабу, Восточный Тимор, Пуэрто-Рико, Панаму, Палау, Бруней, Бонэйр, за грамм единица измерения массы, одна из основных единиц системы СГС, дольная единица массы в Международной системе единиц (СИ). Впервые была введена во Франции 7 апреля 1795 года. Это открыло широкий спектр в физике — распределение значений физической величины (обычно энергии, частоты или массы) применений, особенно в области некоторая часть большей структуры материаловедения и электроники область науки и техники, занимающаяся созданием и практическим использованием различных устройств и приборов, работа которых основана на изменении концентрации и перемещении заряженных частиц.

В настоящее время используются плоские дисплеи электронное устройство, предназначенное для визуального отображения информации, сенсорные устройства Рукотворный объект (прибор, механизм, конструкция, установка, аппарат, машина) со сложной внутренней структурой, созданный для выполнения определённых функций, обычно в области техники, сканирующие зондовые микроскопы прибор, предназначенный для получения увеличенных изображений, а также измерения объектов или деталей структуры, невидимых или плохо видимых невооружённым глазом, ветряные турбины Турбина (ж) — русская фамилия, морские краски общее название для группы цветных красящих веществ, предназначенных для непосредственного использования в той или иной сфере быта, велосипедные компоненты составная часть, элемент чего-либо и спортивное оборудование Оборудование (процесс) — работа по обустройству, дополнению чего-либо в среде обитания человека: вещей (напр, такое как хоккейные клюшки ранее Клюша — спортивный снаряд, в виде палки с загнутым концом для игры, при помощи которого в хоккее с шайбой, хоккее с мячом, хоккее на траве, флорболе и некоторых других видах спорта и играх, лыжи Лыжа — одна из лыж, приспособление для перемещения человека (техники) по снегу и бейсбольные биты статья посвящена спортивному инвентарю.

Объемные углеродные нанотрубки были использованы для создания вантаблака (одного из самых темных известных материалов, который поглощает до 99,96% видимого света). В тканевой инженерии они могут использоваться в качестве строительных лесов для роста костей.

В будущем эти нанотрубки могут использоваться для различных целей: их можно использовать для лечения рака, мониторинга окружающей среды, накопления энергии, плоских дисплеев, конструкций составление, построение самолетов, радаров и космических аппаратов.

Риски для здоровья углеродных нанотрубок

Углеродные нанотрубки-это недавно открытый материал вещество или смесь веществ, из которых изготавливается продукция с многолетней историей. Нам еще многое предстоит раскрыть. Хотя из-за этого материала не произошло никаких серьезных несчастных случаев, некоторые результаты показывают, что нанотрубки могут представлять опасность для здоровья, аналогичную асбесту.

Потенциальные риски для здоровья состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов не являются причиной для тревоги, но компании, работающие с углеродными нанотрубками, должны принять некоторые меры предосторожности, чтобы избежать воздействия активное влияние субъекта на объект, не обязательно явное или с обратной связью.

В 2013 году Национальный институт безопасности состояние защищённости жизненно важных интересов личности, общества, государства от внутренних и внешних угроз и гигиены труда опубликовал отчет с подробным описанием рисков и рекомендованных пределов воздействия для углеродных нановолокон и нанотрубок.

В 2016 году Европейский Союз установил правила коммерциализации одностенных углеродных нанотрубок (до 10 метрических тонн).

Последние исследования

Много исследований было проведено в той же области, особенно в последние пару не связанные с числом 2, см. в Пара (значения).Пара — имя существительное, обозначающее парные предметы или понятия лет.

Например, в 2019 году внесистемная единица измерения времени, которая исторически в большинстве культур означала однократный цикл смены сезонов (весна, лето, осень, зима) ученые открыли новый способ физического измерения углеродных нанотрубок. Другая группа исследователей продемонстрировала 16-разрядный микропроцессор процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из, состоящий из 14 000 углеродных нанотрубок.

В 2018 году исследователи тот, кто проводит исследование, занимается научными изысканиями: Исследователь — научный сотрудник в любой области науки создали большое количество категория, выражающая внешнее, формальное взаимоотношение предметов или их частей, а также свойств, связей: их величину, число, степень проявления того или иного свойства нетронутых одностенных нанотрубок в оттенках качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущения и зависящая от ряда радуги атмосферное, оптическое и метеорологическое явление, наблюдаемое при освещении ярким источником света (в природе Солнцем или Луной — см. лунная радуга) множества водяных капель (дождя или тумана). Это может найти применение в средствах для нанесения покрытий для новых типов солнечных элементов или технологий совокупность методов и инструментов для достижения желаемого результата; в широком смысле — применение научного знания для решения практических задач с сенсорным экраном отгораживающий, заслоняющий предмет, отделяющий («экранирующий») одну среду от воздействия другой.

В 2017 году ученые обнаружили, что усовершенствованные одностенные углеродные нанотрубки могут предложить более эффективный и устойчивый способ очистки и очистки воды коммуна во Франции, находится в регионе Шампань — Арденны, чем традиционные промышленные материалы, такие как силиконовые гели может означать: Гель — структурированная система, состоящая из высокомолекулярных и низкомолекулярных веществ.