Бүтээхэд карбон нано хоолойноос: үйлдвэрлэл, хэрэглээ, шинж чанар

Эрчим хүчний чухал үйлдвэр, хүний амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг юм. улс орны эрчим хүчний төрийн салбарт олон эрдэмтдийн ажил хамаарна. Өнөөдөр тэд хайж буй альтернатив эрчим хүчний эх үүсвэр. Энэ зорилгоор тэд юу ч агаарын хүчээр дуусгах, нарны гэрэл, ус, ашиглах хүсэлтэй байдаг. орчноос эрчим хүч үүсгэх чадвартай тоног төхөөрөмж, маш их талархаж байна.

Тойм

Бүтээхэд карбон нано хоолойноос - нь цилиндр хэлбэртэй нь урт цувисан бал онгоц. Ер нь, тэдний зузаан урт нь хэд хэдэн см Нм хэдэн арван хүрдэг. nanotube эцэст нь бөмбөрцөг дарга fullerene нэг хэсэг юм болдог.

металл болон хагас дамжуулагч: бүтээхэд карбон нано хоолойноос зарим төрөл байдаг. Гол ялгаа нь одоогийн дамжуулах юм. зөвхөн өндөр температурт - Эхнийх нь 0 ° С-ын температурт одоогийн явуулж болно, хоёр дахь.

Бүтээхэд карбон нано хоолойноос: шинж чанар

Ийм Хэрэглээний хими болон нанотехнологи гэх мэт ихэнх нь орчин үеийн чиг хандлага, nanotubes нүүрстөрөгчийн араг ясны бүтэцтэй холбоотой. Энэ юу вэ? Энэ бүтцийн дагуу том молекулууд, хоорондоо зөвхөн нүүрстөрөгчийн атом юм хэлнэ. Бүтээхэд карбон нано хоолойноос, хаалттай дүн хэлбэрийн шинж дээр үндэслэсэн байдаг, маш их үнэ цэнэтэй байдаг. Цаашилбал, мэдээллийн үүсэх цилиндр хэлбэртэй байдаг. Ийм хоолой нь тодорхой катализатор нь өсөх, бал хуудас гулсмал аль бэлтгэсэн болно. Бүтээхэд карбон нано хоолойноос, зураг доор үзүүлсэн байна, ер бусын бүтэцтэй байна. нэг давхарга болон олон давхарга, шулуун, sinuous: Тэд янз бүрийн хэлбэр дүрс, хэмжээтэй ирдэг. nanotubes нэлээн эмзэг байдаг хэдий ч, тэдгээр нь хүчтэй материал юм. Үүний үр дүнд олон тооны судалгаанууд нь тэд ийм суналтын ба гулзайлтын бат бэх мэт салшгүй шинж чанар юм гэдгийг олж мэдсэн юм. хүнд механик стресс ажиллагааны хүрээнд элементүүд нь өөр өөр хүчдэлтэй тулд тохируулж болно, яаран бол биш, эвдэж ордоггүй, юм.

хоруу чанар

Олон судалгааны үр дүнд энэ бүтээхэд карбон нано хоолойноос асбест утас, жишээ нь хорт хавдар нь төрөл бүрийн байх зэрэг нь уушигны хорт хавдар адил асуудал үүсгэж болох нь тогтоогдсон байна. асбестын сөрөг нөлөөллийн зэрэг нь утас төрөл, зузаанаас хамаарна. бүтээхэд карбон нано хоолойноос жижиг жин, хэмжээ байдаг учраас амархан байгууллага хамт агаар оруулна уу. Цаашилбал, тэд гялтан руу унаж, цээж орсон, улмаар хүндрэлээс нь төрөл бүрийн шалтгаан болдог. Эрдэмтэд туршилт хийж, хулгана хэсгүүд nanotubes хоол хүнс нэмнэ. жижиг диаметртэй бүтээгдэхүүн нь бараг их биед байх юм биш, харин - ходоодны хана руу ухаж, янз бүрийн өвчин үүсгэдэг.

бэлтгэх арга

Одоогийн байдлаар бүтээхэд карбон нано хоолойноос нуман цэнэг, ablation, уур хуримтлал үйлдвэрлэх дараах аргууд байдаг.

Цахилгаан урсах. цахилгаан цэнэг, гелий нь шатаж нь цусан дахь (бүтээхэд карбон нано хоолойноос энэ зүйлд заасан байна) бэлтгэх. Ийм үйл явц нь fullerenes үйлдвэрлэх тусгай техник тоног төхөөрөмж ашиглан хийж болно. Харин бусад нуман горим энэ аргыг ашиглаж байна. Жишээ нь, одоогийн нягтрал буурч, катодын асар их зузаантай байсан. гелий нь уур амьсгалыг бий болгох нь энэ элементийн даралтыг өсгөх шаардлагатай байна. Бүтээхэд карбон нано хоолойноос цацах замаар олж авсан. тэдний тоо нэмэгдэж байна гэж та бал саваа катализатор орох ёстой. Ихэнх тохиолдолд, металл янз бүрийн бүлэг холимог. Цаашилбал, даралт, sputtering аргаар өөрчлөлт байдаг. Тиймээс катодын үрлэн ба үүгээр бүтээхэд карбон нано хоолойноос бий болж байна. Бэлэн бүтээгдэхүүн катодын-аас перпендикуляраар өсч, сагс руу цуглуулсан байна. Тэд 40 микрон урттай байдаг.

Ablyasatsiya. Ийм арга нь Ричард Smalley зохион бүтээсэн байна. Түүний мөн чанар нь үнэн хэрэгтээ тэр өөр ууршуулан бал гадаргын өндөр температурт үйл ажиллагаа явуулж байгаа нь реактор оршино. Бүтээхэд карбон нано хоолойноос реакторын доод хэсэгт бал ууршуулах замаар үүсдэг байна. Хөргөлтийн тэднийг цуглуулах нь хөргөх гадаргуу замаар явагддаг. Эхний тохиолдолд, элементийн тоо 60% -тай тэнцүү бол энэ арга нь Зураг 10% -иар өссөн байна. лазер absolyatsii аргын өртөг бүхий л бусдаас илүү үнэтэй байдаг. Ер нь, нэг ханатай nanotubes урвал температурыг өөрчлөх замаар бэлтгэнэ.

хийн шатанд нь хуримтлал. нүүрстөрөгчийн уур хуримтлал арга нь орой 50 гаран настай онд зохион бүтээсэн байна. Гэхдээ хэн ч энэ тухай аргаар бүтээхэд карбон нано хоолойноос авах боломжтой гэж урьдчилан харж байж болох юм. Тиймээс эхлээд та катализатор гадаргууг бэлтгэх хэрэгтэй. Энэ нь янз бүрийн метал, жишээ нь, кобальт, никель болон бусад нарийн тоосонцор нь байж болох юм. Nanotubes хурдасгагч давхарга гарч эхэлж байна. Тэдний зузаан металл катализаторт хэмжээнээс хамаарна. гадаргуу нь өндөр температур хүртэл халааж, дараа нь хий агуулсан нүүрс хангамжийн байна. Тэдний дунд, - .., метан, atsetelen, этанол зэрэг нь цаашдын үйл явц нь хий байдлаар аммиак юм. Энэ нь үйлдвэрлэлийн арга нь хамгийн түгээмэл nanotubes юм. үйл явц нь өөрөө бага мөнгө хоолой олон тооны үйлдвэрлэх зарцуулж байгаа болохоор янз бүрийн аж ахуйн нэгж дээр явагддаг. Энэ аргын бас нэг давуу тал нь босоо гишүүд катализатор болох ямар ч металл хэсгүүд авч болно гэсэн юм. (Бүтээхэд карбон нано хоолойноос тал дээр тайлбарласан байгаа) бэлтгэх Suomi Iijima, нүүрстөрөгчийн синтезийн үр дүнд тэдний гадаад төрхийн хувьд микроскопоор ажиглаж судлах боломжтой ачаар хийсэн байна.

үндсэн төрлүүд

Нүүрстөрөгчийн элементүүд давхаргын тоогоор ангилдаг. Хамгийн энгийн зүйл - нэг ханатай бүтээхэд карбон нано хоолойноос. Тэдний тус бүр 1 нм зузаантай бөгөөд тэдгээрийн урт нь маш их байж болно. Хэрэв бид бүтцийг авч, бүтээгдэхүүн нь зургаан өнцөгт сүлжээ ашиглан бал боолт шиг харагдаж байна. оройн онд нүүрстөрөгч байрладаг. Тиймээс, хоолой нь цилиндр хэлбэртэй, ямар ч судлууд байдаг байна. дээд хэсэг fullerene молекулуудын бүрдсэн таг төхөөрөмжүүдийг хаадаг.

Дараа нь харах - multiwall бүтээхэд карбон нано хоолойноос. Тэд бал хэд хэдэн давхаргаар нь цилиндр хэлбэртэй овоолсон байгаа бүрдэнэ. зайн therebetween 0.34 нм долгионы уртад хадгалагдаж байна. Энэ төрлийн бүтэц нь хоёр аргаар тайлбарласан байгаа. Хэдэн түүвэрлэсэн нэг хана хоолой нь ОХУ-ын хүүхэлдэй шиг харагдаж байна - эхлээд олон хоолой. нь хоёр дахь, олон ханатай nanotubes бал хуудас нь атираат сонинд төстэй юм өөрөө эргэн тойронд хэд хэдэн удаа ороосон юм байна.

Бүтээхэд карбон нано хоолойноос: програмууд

Зүйлс nanomaterials ангийн цоо шинэ гишүүн байна. Өмнө дурдсанчлан, тэд бал, эсвэл алмаз шинж ялгаатай хүүр бүтэцтэй байдаг. Тиймээс бусад материалыг илүү ихэвчлэн хэрэглэгддэг.

Улмаас суналтын хүч чадал, гулзайлтын бат бэх, дамжуулах зэрэг шинж чанар, олон салбарт ашиглаж байна:

• полимер нь нэмэлт байх;
• гэрэлтүүлэг төхөөрөмжүүд, түүнчлэн харилцаа холбооны сүлжээнд хавтгай самбар дэлгэц болон гар утас нь хурдасгуур;
• цахилгаан долгион нь шингээгч байх;
• эрчим хүч хувиргах;
• төрөл бүрийн батарейний төрлийн анод;
• устөрөгч хадгалах;
• мэдрэгч болон конденсаторыг үйлдвэрлэх;
• бурддэг үйлдвэрлэл, тэдгээрийн бүтэц, шинж чанар олшруулах.

Олон жил, бүтээхэд карбон нано хоолойноос нь, ашиглах шинжлэх ухааны судалгаанд ашиглаж, тухайн салбарт хязгаарлагдмал байна. Ийм материал нь том хэмжээний үйлдвэрлэл асуудал байдаг шиг зах зээл дээр сул байр суурьтай байна. Өөр нэг чухал цэг нь бодисын нэг грамм тутамд нь 120 орчим доллар байна бүтээхэд карбон нано хоолойноос нь өндөр өртөгтэй байдаг.

Тэд олон нийлмэл, олон спортын бараа хийхэд ашиглаж байна үйлдвэрлэх үндсэн элемент болгон ашиглаж байна. Өөр нэг салбар -avtomobilestroenie. урлаг дахь бүтээхэд карбон нано хоолойноос нь Functionalization полимер дамжуулагч шинж endow болж буурсан байна.

nanotubes нь дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь хангалттай өндөр байгаа, тиймээс тэд янз бүрийн том тоног төхөөрөмж нь хөргөлтийн төхөөрөмж болгон ашиглаж болно. Мөн тэд шалгалт, илрүүлэлтийн хоолой хавсаргасан байна хязгаарлалт хийсэн байна.

хамгийн чухал салбар програмууд нь компьютерийн технологи зэрэг орно. Улмаас nanotubes ялангуяа хавтгай самбар харуулдаг юм. Тэдний тусламжтайгаар та ихээхэн компьютер хэмжээг багасгаж болно, түүнчлэн техникийн үйл ажиллагааг нэмэгдүүлэх. Бэлэн тоног төхөөрөмж одоогийн технологийг бодвол хэд дахин их байх болно. Эдгээр судалгааны үндсэн дээр, та өндөр kinescopes үүсгэж болно.

Цаг хугацаа өнгөрөх тусам хоолой нь зөвхөн электроникийн салбар дахь эрүүл мэнд, эрчим хүчний салбарт ашиглаж болно, гэхдээ бас.

үйлдвэрлэл

Нүүрстөрөгчийн хоолой, үйлдвэрлэл тэдний хоёр төрлийн хооронд тархсан байна, жигд тархсан. Өөрөөр хэлбэл, MWNT SWNT илүү их гаргаж байна. онцгой хийх хоёр дахь зүйл. Янз бүрийн компани тасралтгүй бүтээхэд карбон нано хоолойноос гаргаж байна. Гэхдээ эрэлт хэрэгцээ нь бараг тэд ч бас өндөр үнэтэй учир хэрэглэж болохгүй.

удирдагчид үйлдвэрлэл

Одоогийн байдлаар бүтээхэд карбон нано хоолойноос үйлдвэрлэлд тэргүүлэх байр суурь Азийн улс орнууд, эзлэгдсэн үйлдвэрлэлийн хүчин чадал нь Европ болон АНУ-ын бусад улс орнуудтай харьцуулахад 3-аас дээш дахин их байна. Тухайлбал, MWNT үйлдвэрлэл Японд ажиллаж байна. Харин Солонгос, Хятад зэрэг бусад орнууд, энэ үзүүлэлт нь зөвшөөрөх юм.

ОХУ-д үйлдвэрлэл

бүтээхэд карбон нано хоолойноос Дотоодын үйлдвэрлэл хол бусад орны ард байна. Үнэн хэрэгтээ, бүх зүйл энэ чиглэлээр судалгааны чанараас шалтгаална. Тэнд улсад шинжлэх ухаан, технологийн төвийн хөгжилд хангалттай хөрөнгө хуваарилсан байна. Би энэ салбарт хэрхэн ашиглаж болохыг мэдэхгүй байна, учир нь олон хүн, нанотехнологи хөгжлийг ойлгож болохгүй. Тиймээс шинэ эдийн засаг мөрийн ажиллуулахын тулд шилжилтийн маш хэцүү байдаг.

Тиймээс ОХУ-ын ерөнхийлөгч зарлиг, нанотехнологи янз бүрийн газар нутагт, нүүрстөрөгчийн элемент зэрэг хөгжлийг тусгасан гаргасан байна. Энэ зорилгоор тусгай хөгжлийн хөтөлбөр бий болсон өөрийн үйлдвэрлэх технологи. Компани "нано технологи" гэж маш тулд бүх оноо хийсэн бүтээсэн юм ,. Уг үйл ажиллагаа нь улсын төсвөөс ихээхэн хэмжээний хуваарилагдсан байна. Энэ бүтээхэд карбон нано хоолойноос аж үйлдвэрийн хэрэглээнд зураг төсөл, үйлдвэрлэл, хэрэгжилтэд хяналт тавих ёстой хэн бүсгүй байсан юм. хэмжээ, төрөл бүрийн эрдэм шинжилгээний байгууллага, лабораториудын хөгжилд зарцуулах, түүнчлэн дотоодын эрдэмтэд одоо байгаа ололт амжилтыг бэхжүүлэхэд туслах хуваарилсан. Мөн эдгээр сангууд бүтээхэд карбон нано хоолойноос үйлдвэрлэх өндөр чанартай тоног төхөөрөмж худалдан авахад ашиглаж болно. Энэ нь бас тусламж материаллаг өвчин нь олон янзын шалтгаан оноос хойш, хүний эрүүл мэндийг хамгаалах болно эдгээр төхөөрөмжүүдийн хэрэгтэй.

Өмнө дурдсанчлан, бүх асуудал нь хөрөнгө босгох оршино. Ихэнх хөрөнгө оруулагчид, ялангуяа удаан хугацаагаар, судалгаа, хөгжлийн хөрөнгө оруулалт хийх хүсэхгүй байна. Бүх бизнес нь ашиг хармаар байна, гэхдээ жил Нано болно явж байна. Энэ нь жижиг, дунд бизнес эрхлэгчдийн төлөөллийг түлхэж зүйл. Үүнээс гадна, улсын хөрөнгө оруулалтын ямар бүрэн nanomaterials үйлдвэрлэл эхлэх болно. Өөр нэг асуудал, бизнесийн янз бүрийн үе хоёрын хооронд ямар ч зуучлагч байдаг оноос хойш хууль эрх зүйн үндэс байхгүй юм. Тиймээс мэдэгдсэн ороогүй байна ОХУ-д нүүрс nanotube үйлдвэрлэл, санхүүгийн цорын ганц, бас оюун санааны хөрөнгө оруулалт биш, шаарддаг. ОХУ-ын Азийн орнуудаас хол байдаг боловч нанотехнологийн хөгжилд тэргүүлэх байгаа.

Одоогийн байдлаар салбарын хөгжил Москва, Тамбовын, Санкт-Петербург, Новосибирск, Казань янз бүрийн их, дээд сургуулийн химийн хэлтэс эрхэлдэг. бүтээхэд карбон нано хоолойноос тэргүүлэх үйлдвэрлэгч компани "Анар" болон Тамбовын ургамал "Комсомолец" байдаг.

Эерэг болон сөрөг тал

давуу тал дунд бид бүтээхэд карбон нано хоолойноос тусгай шинж чанарыг ялгаж болно. Тэд бат бөх материал, механик стресс нөлөө устгаж байгаа бол дор байдаг юм. Үүнээс гадна, тэд гулзайлтын ба суналт сайн ажиллаж байна. Энэ нь хүрээ хаалттай бүтэц боломжтой болсон байна. Тэдний хэрэглээ нэг салбарт нь хязгаарлагдмал байна. хоолой автомашин, электроник, анагаах ухаан, эрчим хүч хэрэглэж байна.

Асар том сул тал нь хүний эрүүл мэндэд сөргөөр нөлөөлөх юм. хүний биеийг орж хэсгүүд nanotubes, хорт хавдар, хорт хавдар үүсгэдэг.

Нэг чухал асуудал нь энэ салбарт санхүүжилт юм. Олон хүн та ашгийн төлөө цаг маш их хэрэгтэй гэж шинжлэх ухаанд хөрөнгө оруулалт хийх хүсэхгүй байна. Мөн үйл ажиллагаанд ямар ч судалгааны лаборатори нанотехнологийн хөгжил байж болохгүй.

дүгнэлт

Бүтээхэд карбон нано хоолойноос шинэлэг технологи гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Олон шинжээчид ойрын жилүүдэд энэ салбарын өсөлтийг таамаглаж байна. барааны өртгийг бууруулах болно үйлдвэрлэлийн хүчин чадал ихээхэн нэмэгдэж, тэнд байх болно. үнийн бууралт нь, хоолой маш их эрэлт хэрэгцээтэй байх болно, олон төхөөрөмжүүд, тоног төхөөрөмжийн хувьд орлуулшгүй материал болно.

Тиймээс бид эдгээр бүтээгдэхүүн юуг олж мэдсэн.