تبلیغات
نانو مواد
نانو مواد
نانو تخیل امروز ، واقعیت فردا

به نام آفریننده ی علم

نانوتکنولوژی یک رشته نیست؛ یک رویکرد است.

 

كشف نانولوله‌های کربنی یكی از اتفاقات مهم حوزه فناوری‌نانو است. نانولوله‌های کربنی اولین بار توسط «سومیو ایجیما» در سال 1991 و به‌صورت کاملاً اتفاقی کشف شدند. ایجیما در حال مطالعه سطوح الکترودهای کربنی با استفاده از روش تخلیه قوس الکتریکی بود که با نانولوله‌های کربنی مواجه شد.
در یک نانولوله کربنی، اتم‌های کربن در ساختاری استوانه‌ای‌ شکل، آرایش یافته‌اند؛ یعنی این ماده یک لوله توخالی است که جنس دیواره‌اش از اتم‌های کربن است. آرایش اتم‌های کربن در دیواره این ساختار استوانه‌ای، دقیقاً مشابه آرایش کربن در صفحات گرافن است. در گرافن، شش‌ضلعی‌های منظم کربنی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و یک صفحه را تشکیل می‌دهند. انبوهی از این صفحه‌های کربنی از طریق پیوندهای ضعیف واندروالس به هم پیوند می‌خورند و گرافیت را تشکیل به‌وجود می‌آورند. در نانولوله‌های کربنی صفحات گرافن لوله می‌شوند و استوانه‌هایی با قطر چند نانومتر تولید می‌کنند. نانولوله‌های کربنی دو نوع هستند: نانولوله‌های تك‌دیواره‌ و چنددیواره‌. نانولوله تك‌دیواره از یک دیواره‌ استوانه‌ای گرافنی به قطر 1 تا 2 نانومتر تشکیل شده است. حالا اگر این نانولوله‌های تک دیواره را با فاصله 3-4 نانومتر، درون هم قرار دهیم و قطر استوانه‌های خارجی را بزرگتر کنیم، یک نانولوله چنددیواره تشکیل می‌شود. قطر خارجی نانولوله‌های چنددیواره 2 تا 25 نانومتر و قطر داخلی آن در حدود 1 تا 8 نانومتر است. طول متوسط نانولوله‌ها می‌تواند تا چندین میكرون باشد.

نانولوله

روش‌های تولید نانولوله‌های کربنی
دانشمندان برای تولید نانولوله‌های کربنی از روش‌های مختلفی چون قوس الكتریكی، رسوب‌گذاری بخار شیمیایی و تبخیر لیزری استفاده ‌می‌کنند. با استفاده از این روش‌‌ها، امروزه تولید این مواد در برخی از کشورها به حد نیمه‌صنعتی رسیده‌است. پژوهشگاه صنعت نفت ایران می‌تواند با روش رسوب‌گذاری بخار شیمیایی، روزانه چند کیلوگرم نانولوله‌ کربنی تولید کند.
مشخصات نانولوله‌های کربنی
ساختار توخالی نانولوله‌های کربنی، باعث شده که این مواد بسیار سبک باشند؛ به طوریکه چگالی نانولوله‌های چنددیواره‌ 8/1 و نانولوله‌های تك‌دیواره‌ 8/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب است. نانولوله‌های کربنی بسیار مستحکم هستند، سطح ویژه بالایی دارند و خصوصیات الكتریكی و الكترونیكی آنها منحصربه‌فرد است. نانولوله‌ها 100 برابر از فولاد محكم‌ترند، در حالی كه وزنشان یك‌ششم وزن فولاد است. این مواد مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی دارند و از پایداری گرمایی بالایی برخوردارند. از آنجایی که الکترون‌ها می‌توانند در در راستای محور نانولوله‌های کربنی (محور استوانه) متقل شوند، این مواد در راستای محور خود رسانا هستند؛ هم رسانای الکتریسیته و هم رسانای گرما. نانولوله‌های کربنی از لحاظ شیمیایی فعال هستند، بنابراین می‌توانند كاتالیزورهای خوبی باشند. آنها خاصیت مویینگی بالایی دارند و می‌توانند گازها و مایعات را در خود جای دهند. داشتن خواص متنوع و منحصربه‌فرد سبب شده نانولوله‌های کربنی كاربردهای بی‌شماری داشته باشند.
این
به شما نشان می دهد که چگونه از یک صفحه گرافن، یک نانولوله کربنی تشکیل می شود

با آسانسور به فضا برویم

فضا
آیا غیر از سفینه‌های فضاپیما، راه دیگری برای رفتن به فضا وجود دارد؟ آسانسور چطور است!؟ دانشمندان مدت‌هاست كه به ساخت آسانسورهایی می‌اندیشند که از یک طرف به ماه و از طرف دیگر به زمین منتهی شوند. با استفاده از این آسانسورها می‌توان تنها با فشار دادن یک دکمه، به ماه سفر کرد و یا هر وسیله و شیئی را به آنجا فرستاد! دانشمندان می‌گویند این آسانسورها وزن زیادی خواهند داشت و برای جابه‌جایی آنها نیازمند یک کابل بسیار بسیار قوی هستیم؛ کابلی که بتواند این دستگاه را تا هزاران کیلومتر بالاتر از سطح زمین حمل کند. دانشمندان برای حل این مشکل در فكر استفاده از نانولوله‌های کربنی هستند؛ نسبت طول به عرض بالا (بیش از 1000 برابر) و استحکام فراوان (100 بار محکم‌تر از فولاد) باعث شده که این مواد گزینه‌ی مناسبی برای این منظور باشند. بنابراین، یکی از گام‌های مهم در ساخت آسانسورهای فضایی، تولید کابل‌هایی از جنس نانولوله‌های کربنی است که طول زیادی داشته باشد و بتواند در فاصله میان ماه و کره زمین قرار گیرد. فكر می‌كنید چنین چیزی ممكن است؟ اگر ساخت آسانسورهای فضایی به واقعیت بپیوندد، روزی خواهد رسید که سفرهای فضایی، تبدیل به سفری معمولی می‌شود و شاید هر کس ‌بتواند به فضا سفر کند.

منبع: باشگاه نانو



ارسال در تاریخ پنجشنبه 9 اردیبهشت 1389 توسط مرضیه قاسمی
قالب وبلاگ