탄소 나노 튜브 : 생산, 사용, 속성

에너지는 인간의 삶에 중요한 역할을하는 중요한 산업이다. 국가의 에너지 상태는 업계에서 많은 과학자의 작업에 따라 달라집니다. 오늘날, 그들은 찾고있다 대체 에너지 원. 이러한 목적을 위해, 그들은 공기의 힘으로 마무리, 햇빛과 물, 아무것도 사용하고자합니다. 환경으로부터 에너지를 생성 할 수있는 장비는, 대단히 감사합니다.

개요

탄소 나노 튜브 - 원통형 모양을 가진 긴 압연 흑연 평면. 일반적으로, 그 두께는 긴 몇 센티미터에 수십 나노 미터에 도달합니다. 나노 튜브의 단부에 풀러렌의 한 부분 구형 헤드를 형성한다.

금속 및 반도체 : 탄소 나노 튜브의 몇 가지 종류가 있습니다. 주된 차이는 전류 도전이다. 첫 번째 유형은 0 ° C의 온도에서 전류를 전도하고, 초 수 - 단지 승온에서.

탄소 나노 튜브 : 속성

탄소 골격 구조를 갖는 나노 튜브에 연결 같은 응용 화학 또는 나노 기술과 같은 대부분의 최신 동향,. 그것은 무엇입니까? 이 구조에서 상호 연결된 유일한 탄소 원자 큰 분자를 의미한다. 밀폐 셀 폼의 특성을 기반으로 탄소 나노 튜브는, 매우 가치있다. 또한, 상기 데이터의 형성은 원통 형상이다. 이러한 튜브는 특정 촉매로부터 성장 하나, 흑연 시트를 압연하여 제조 할 수있다. 이미지는 아래와 같다 탄소 나노 튜브는, 특이한 구조를 갖는다. 직선과 꾸불 꾸불 한 단층 및 다층 : 그들은 서로 다른 모양과 크기로 왔습니다. 나노 튜브는 매우 취약하다는 사실에도 불구하고, 그들은 강한 물질이다. 그 결과, 많은 연구들이 인장 및 굴곡 강도 등의 고유 특성이 있음을 발견했다. 심한 기계적 응력의 작용에서, 요소는 서로 다른 전압을 조정할 수 있습니다, 즉, 돌진하지 않고 휴식하지 않습니다.

독성

여러 연구의 결과, 카본 나노 튜브가 악성 종양의 다양성을 갖는 즉, 석면 섬유,뿐만 아니라 폐암과 같은 문제를 일으킬 수 있다는 것을 발견 하였다. 석면의 부정적 영향의 정도는 섬유의 종류와 두께에 따라 달라집니다. 탄소 나노 튜브의 작은 중량 및 크기를 갖기 때문에, 그들은 쉽게 공기와 함께 본체를 입력한다. 또한, 그들은 늑막에 빠지다 가슴에 포함되어, 결국 합병증의 다양한 원인이됩니다. 과학자들은 실험을 실시 쥐 입자 나노 튜브의 식품에 첨가 하였다. 작은 직경의 제품은 거의 몸에 남아 있지만, 더 큰하지 않았다 - 위의 벽에 파고와 각종 질병의 원인.

제조 방법

지금까지, 카본 나노 튜브를 아크 전하, 제거, 증착의 제조 다음과 같은 방법이있다.

전기 방전입니다. 헬륨 화상 전하의 플라즈마 (탄소 나노 튜브는이 문서에 기재되어있다)의 제조. 이러한 과정은 풀러렌의 생산을위한 특수 기술 장비를 사용하여 수행 될 수있다. 그러나 다른 아크 모드는이 방법에 사용됩니다. 예를 들어, 전류 밀도는 감소하고, 음극은 큰 두께를 사용 하였다. 헬륨 분위기를 조성하는 것은이 요소의 압력을 상승시킬 필요가있다. 탄소 나노 튜브는 분무에 의해 얻어진. 그 수가 증가하고있다, 당신은 흑연 막대 촉매로 입력해야합니다. 대부분의 경우, 금속의 상이한 그룹의 혼합물. 또한, 압력과 스퍼터링 법에 변화가있다. 따라서, 캐소드 펠릿과 카본 나노 튜브는 상기 형성된다. 완성 된 제품은 음극으로부터 수직으로 상승하고 번들로 수집된다. 이들은 40 미크론의 길이를 갖는다.

Ablyasatsiya. 이러한 방법은 리처드 스몰리에 의해 발명되었다. 그것의 본질은 높은 온도에서 작동, 반응기 내에서 사실에 서로 다른 증발 흑연 표면에 자리 잡고 있습니다. 탄소 나노 튜브는 상기 반응기의 하부에있는 흑연의 증착에 의해 형성된다. 냉각들을 수집하는 것은, 냉각 표면에 의해 일어난다. 첫 번째 경우에는, 요소의 수는 10 % 증가 방법이 도면에이어서, 60 % 동일하다. 레이저 absolyatsii 방법의 비용은 모두 다른 사람보다 더 비싸다. 일반적으로, 단층 나노 튜브는 반응 온도를 변경하여 제조.

기상으로부터 증착. 탄소 증착 방법은 50 년대 후반에 발명되었다. 그러나 아무도 그것을 이용하여 탄소 나노 튜브를 얻을 수 있음을 예견 할 수 있었다. 그래서, 먼저 촉매의 표면을 준비해야합니다. 다양한 금속, 예컨대 코발트, 니켈 등의 미립자 일 수있다. 나노 튜브는 촉매 층에서 등장하기 시작하고있다. 이들의 두께는 금속 촉매의 크기에 따라 달라집니다. 표면은 고온으로 가열되고, 그 후 탄소 함유 가스의 공급이있다. 그 중에서도, - 추가의 처리 가스로 등 .. 메탄, atsetelen, 에탄올, 암모니아이다. 이 제조 방법은 가장 일반적인 나노 튜브이다. 적은 돈은 튜브의 대량 생산에 소비되도록하는 과정 자체가 다양한 산업 기업에서 열립니다. 이 방법의 또 다른 장점은 수직 부재가 촉매로서 기능 금속 입자로부터 획득 될 수 있다는 것이다. (탄소 나노 튜브는 모든 측면에서 설명된다)의 제조 탄소의 합성의 결과로서 그들의 외관에 대한 현미경 개가 이이 지마를 조회 할 수있다 확실히했다.

의 주요 유형

탄소 요소는 층의 수에 따라 분류된다. 가장 간단한 종류 - 단일 벽 탄소 나노 튜브. 이들 각각은 약 1 nm의 두께를 가지며, 그 길이는 더 클 수있다. 우리는 구조를 고려하면,이 제품은 육각형 격자를 사용하여 흑연 랩처럼 보인다. 그 정점에서 탄소를 위치. 따라서, 상기 튜브에는 이음새가없는 원통 형상을 갖는다. 상부 풀러렌 분자로 이루어지는 뚜껑을 닫고 장치.

다음 뷰 - 다중 벽 탄소 나노 튜브. 그들은 원통 형상으로 적층되는 흑연의 여러 층으로 구성된다. 거리 사이는 0.34 nm에서 유지된다. 이러한 유형의 구조는 두 가지 방법을 사용하여 설명한다. 러시아 인형처럼 보이는 몇 가지 중첩 된 단일 벽 파이프 - 최초의 멀티 튜브. 제에서, 다중 벽 나노 튜브는 접혀 신문과 유사한 자신의 주위를 여러 번 감싸 흑연 시트이다.

탄소 나노 튜브 : 응용 프로그램

항목은 나노 물질의 클래스의 새로운 회원입니다. 앞서 언급 한 바와 같이, 그것들은 흑연 또는 다이아몬드의 특성과 상이한 카 커스 구조를 갖는다. 따라서 다른 물질보다 더 자주 사용된다.

인해 인장 강도, 굴곡 강도, 도전율 등의 특성, 다양한 분야에서 사용된다 :

• 중합체에 첨가제;
• 조명 장치뿐만 아니라, 통신 네트워크들에서 평판 디스플레이 (flat panel display) 및 단말기 용 촉매;
• 전자파 흡수체로서
• 전력 변환;
• 다양한 종류의 배터리의 양극;
• 수소 저장 장치;
• 센서 캐패시터의 제조;
• 복합 제작 및 그 구조와 특성의 증폭.

여러 해 동안, 탄소 나노 튜브의 사용은 과학 연구에 사용되는, 특정 산업에 한정되는 것은 아니다. 대규모 생산에 문제가있는 것과 같은 재료가 시장에서 미약 한 위치를 갖는다. 또 다른 중요한 점은 물질 1 그램 당 약 120 달러 인 탄소 나노 튜브의 높은 비용이다.

그들은 많은 스포츠 용품을 만드는 데 사용되는 많은 복합 재료의 생산을위한 기본 요소로 사용됩니다. 또 다른 업계 -avtomobilestroenie. 당해 카본 나노 튜브를 작용 화 중합체를 전도 특성을 부여하기 위해 감소된다.

나노 튜브의 열전도 계수는 충분히 높기 때문에 다양한 대규모 설비를위한 냉각 장치로서 사용될 수있다. 또한 그들은 프로브 파이프에 부착 된 캡을 만들었습니다.

가장 중요한 지점 응용 프로그램은 컴퓨터 기술을 포함한다. 때문에 나노 튜브는 특히 평판 디스플레이입니다. 이들의 도움으로, 당신은 크게 컴퓨터의 크기를 줄일 수 있습니다뿐만 아니라, 기술적 성능을 향상 할 수 있습니다. 준비 장비는 현재의 기술보다 몇 배는 더 될 것입니다. 이러한 연구를 바탕으로, 당신은 높은 키네 스코프를 만들 수 있습니다.

시간이 지남에 따라 관은 건강과 에너지 분야뿐만 아니라 전자 제품에 사용되지만됩니다.

생산

카본 튜브의 제조는 그 중 2 종류 분배하고, 균일하게 분포. 즉, MWNT는 SWNT보다 훨씬 더 생산하고 있습니다. 긴급 할 일의 두 번째 종류. 여러 회사들은 연속적으로 탄소 나노 튜브를 생산한다. 그들이 너무 높은 비용 때문에 그러나 수요는 실질적으로 사용하지 마십시오.

지도자 생산

현재, 탄소 나노 튜브의 생산에 선도적 인 위치는 아시아 국가, 점령 생산 능력 유럽과 미국의 다른 국가에서보다 3 배 더 높다. 특히, MWNT의 생산은 일본에 결합된다. 그러나 그러한 한국과 중국 등 다른 나라,이 지표에 양보하지 않았다.

러시아에서 생산

탄소 나노 튜브의 국내 생산은 지금까지 다른 나라 뒤에. 사실, 모든 것은이 분야에서 연구의 품질에 따라 달라집니다. 이 나라에서 과학 기술 센터의 개발을위한 충분한 자금을 할당하지 않습니다. 내가이 업계에서 사용할 수있는 방법을 모르기 때문에 많은 사람들이, 나노 기술의 개발을 인식하지 않습니다. 따라서, 새로운 경제 흔적 실행으로의 전환은 매우 어렵습니다.

따라서 러시아 대통령은 탄소 요소를 포함하여 나노 기술의 다양한 분야의 개발을 설정하는 법령을 발표했다. 이를 위해 특수 개발 프로그램을 만들었습니다 자신의 제조 기술을. 순서의 모든 지점이 만들어졌다 있도록 회사 "나노 기술"이 만들어졌습니다 ,. 그것의 기능은 국가 예산에서 상당한 양을 할당했다. 그것은 탄소 나노 튜브의 산업용 애플리케이션의 설계, 생산 및 구현을 제어해야합니다 누가 그녀를했다. 금액은 다양한 연구 기관 및 연구소의 개발에 지출뿐만 아니라, 국내 과학자의 기존 성과를 강화하기 위해 할당. 또한,이 자금은 탄소 나노 튜브의 생산을위한 높은 품질의 장비 구입에 사용됩니다. 재료가 다양한 질병을 유발하기 때문에 그것은 또한 인간의 건강을 보호 할 수 이러한 장치의주의를 기울여야한다.

앞서 언급 한 바와 같이, 모든 문제는 자금 조달에있다. 대부분의 투자자들은 특히 오랜 시간 동안 연구 개발에 투자하고 싶지 않아요. 모든 기업은 이익을보고 싶어하지만, 나노 - 수 년 동안 이동합니다. 즉 중소기업의 대표를 밀어거야. 또한, 공공 투자없이 완전히 나노 물질의 생산을 시작되지 않습니다. 사업의 여러 단계 사이에 중간이 없기 때문에 또 다른 문제는, 법적 근거의 부족이다. 따라서, 주장하지 않는 러시아의 탄소 나노 튜브 생산, 금융뿐만 아니라 정신적 인 투자를하지 필요합니다. 러시아가 아시아 국가에서 멀리 동안 나노 기술의 개발을 선도하고있다.

현재까지 업계의 발전 모스크바, 탐 보프, 상트 페테르부르크, 노보시비르스크와 카잔의 여러 대학의 화학 부서에 종사. 탄소 나노 튜브의 주요 제조 업체는 "가넷"와 탐 보프 공장 "Komsomolets"회사입니다.

긍정적이고 부정적인 측면

장점 중 우리는 탄소 나노 튜브의 특별한 특성을 구분할 수 있습니다. 그들은 기계적 스트레스의 영향이 파괴되지 않는 아래 내구성 재료입니다. 또한, 그들은 벤딩 및 스트레칭에 잘 작동합니다. 이는 프레임의 닫힌 구조로하는 것이 가능하게되었다. 이들의 사용은 하나 개의 섹터에 한정되는 것은 아니다. 튜브는 자동차, 전자, 의학 및 에너지 사용되어왔다.

거대한 단점은 인간의 건강에 부정적인 영향이다. 인체 들어가는 입자 나노 튜브는 악성 종양 및 암을 일으킨다.

필수적인 측면은이 분야의 자금 조달이다. 많은 사람들이 당신이 이익을 위해 많은 시간을 필요로하는 과학에 투자하고 싶지 않아요. 그리고 기능없이 연구소는 나노 기술의 발전이 될 수 없습니다.

결론

탄소 나노 튜브는 혁신적인 기술에 중요한 역할을한다. 많은 전문가들은 앞으로이 산업의 성장을 예측하고있다. 상품의 비용을 줄일 수 생산 능력이 크게 증가,있을 것입니다. 가격의 감소로, 튜브는 큰 수요가있을 것이고, 많은 장치 및 장비에 대한 대체 할 수없는 자료가 될 것이다.

그래서 우리는 이러한 제품을 구성하는 것을 발견했다.