Carbon nanotubes: истеҳсол, замимаҳо, хосиятҳо

Энергия як саноати муҳимест, ки дар ҳаёти инсон нақши калидӣ дорад. Вазъияти энергетикии кишвар аз фаъолияти бисёр олимон дар саноат вобаста аст. Имрӯз, онҳо дар ҷустуҷӯи манбаъҳои алтернативии энергия. Бо ин мақсад, онҳо омодаанд, ки ҳар чизеро, ки мехоҳанд, истифода баранд, аз офтоб ва об одат кунанд, бо энергияи ҳаво хотима диҳанд. Ин таҷҳизот, ки қодир ба энергия аз муҳити зист аст, хеле қадр карда мешавад.

Маълумоти умумӣ

Carbon nanotubes озмоишҳои графикии пластикӣ, ки дорои шакли силсилавӣ мебошанд, дарозанд. Чун қоида, ғафсии онҳо якчанд даҳҳо nanometers, бо дарозии якчанд сантиметр ба даст меоранд. Дар охири nanotubes як сардори саросарӣ ташаккул меёбад, ки яке аз қисмҳои пурраи он мебошад.

Ин гуна намудҳои нанотубеи карбон мавҷуданд: металлӣ ва шишабандӣ. Фарқияти асосии онҳо гузарондани айни замон мебошад. Навъи якум метавонад дар ҳарорати 0 ° C ва дуюм - танҳо дар ҳарорати баланд баланд бошад.

Карбон nanotubes: молҳо

Аксарияти тамоюлҳои муосир, аз қабили химия ё нанотехнология, бо nanotubes, ки дорои як карбон доранд, алоқаманд аст. Ин чист? Дар ин сохтор маънои молекулаҳои калон вуҷуд дорад, ки танҳо бо атомҳои карбон алоқаманданд. Carbon nanotubes, ки хусусиятҳои онҳо дар шакли пӯшидае баста мешаванд, хеле қадр карда шудаанд. Илова бар ин, маълумоти ташаккулёфта дорои шакли силиндрӣ аст. Чунин сутунҳо метавонанд бо паҳн кардани варақаи графикӣ, ё аз калихандаи муайян парвариш карда шаванд. Карбон nanotubes, суратҳо, ки дар поён оварда шудаанд, сохтори ғайриоддӣ доранд. Онҳо дар намудҳои гуногун ва андозаҳо меоянд: якшакл ва бисёрқабата, рост ва гунаҳкор. Бо вуҷуди он, ки nanotubes назар ба хокистарӣ назар мекунанд, онҳо мавсими орд мебошанд. Дар натиљаи тањќиќоти бисёре, маълум шуд, ки онњо дорои хосиятњои барќароршаванда, ба монанди дароз кардан ва буридан мебошанд. Дар доираи амалиётҳои вазнини механикӣ, элементҳо вайрон ва вайрон намешаванд, яъне онҳо метавонанд ба норасоиҳои гуногун тағйир дода шаванд.

Токсикӣ

Дар натиљаи тањќиќоти сершумор, муайян карда шуд, ки нанотроптонњо метавонанд мушкилоти якхела бо нахњои асбобњо, яъне вирусњои гуногуни фарбењї, инчунин рагњои рагњоро дар бар гиранд. Дараҷаи таъсири манфии асбобҳо аз намуд ва ғафсии лифофаҳои он вобаста аст. Азбаски nanotubes як карат ва андозаи кам доранд, онҳо ба осонӣ ба бадани инсон ҳамроҳ мешаванд. Ғайр аз ин, онҳо ба заҳкаш ворид шуда, дар дохили бино ҷойгир шудаанд, ва баъзан сабабҳои гуногун доранд. Олимон экспертиза гузарониданд ва ба ғизоҳои зарфҳои фосфорҳои nanotubes илова шуданд. Маҳсулотҳои диаметри хурд амалан дар бадан ҷойнишин буданд, вале калонтар ба деворҳои меъда ҷароҳат карда, боиси бемориҳои гуногун гардиданд.

Усулҳои гирифтани маълумот

То имрӯз, усулҳои зерин барои гирифтани нанотубаҳои карбон: ҳезум, шамол, сел аз марҳилаи газ мавҷуданд.

Сатҳи электрикӣ. Тайёр кардан (nanotubes карбон дар ин коғаз тавсиф меёбад) дар плазмаи электрикӣ, ки бо истифодаи гелия сӯхта мешавад. Чунин раванд бо ёрии таҷҳизоти махсуси техникӣ барои гирифтани нусхабардорӣ анҷом дода мешавад. Аммо ин усул дигар намудҳои сӯхторро истифода мебарад. Барои мисол, Зичии ҷорӣ кам шавад, ва cathodes истифода thicknesses бузург. Барои эҷоди фазои хилофӣ, фишори ин унсурҳои кимиёвӣ зарур аст. Карбон nanotubes бо пошидани ба даст оварда шудаанд. Барои баланд бардоштани шумораи онҳо, ба катализатор ба асбоби графикӣ зарур аст. Аксар вақт он омезиши гурӯҳҳои гуногуни металлӣ аст. Илова бар ин, фишор ва усули пошидани тағйирот. Ҳамин тавр, пасандозҳои католикӣ, ки дар он нанотубҳои карбон эҷод мекунанд, гирифта мешавад. Маҳсулоти ниҳоӣ аз коди коғаз парвариш меёбад ва ба маҷмӯаҳо ҷамъ меоянд. Онҳо дарозии 40 мм доранд.

Сатҳи таваррум. Ин усул аз тарафи Richard Smalli тавсиф карда шудааст. Мафҳуми он ба буттаҳои гуногуни графитӣ дар реакторе, ки дар ҳарорати баланд фаъолият мекунад, бухор мегардад. Карбон nanotubes дар натиҷаи бухоршавии графит дар қисми поёнии реактор ташкил карда мешаванд. Сатҳи ва ҷамъоварии онҳо бо ёрии сатҳи оби хунук сурат мегирад. Агар дар аввалин ҳолат шумораи элементҳо 60% бошад, пас ин бо усули 10% афзудааст. Арзиши услуби лазерӣ аз ҳама дигар арзонтар аст. Чун қоида, нанотубинҳои ягонае, ки бо тағйирёбии ҳарорати реаксия истеҳсол мешаванд, истеҳсол мешаванд.

Ногаҳон аз марҳилаи газ. Усули нигаҳдории интегрилҳои карбон дар охири солҳои 1950-ум. Аммо ҳеҷ кас ҳатто тасаввур намекард, ки нанотропро бо кӯмаки он метавон таҳия намуд. Пас, аввал, шумо бояд ба сатҳи бо catalyst омода кардан лозим. Тавре, ки метавонад зарраҳои хуби металлҳои гуногун, масалан, кобалт, никли ва ғайраҳо хизмат кунад. Нанотубесҳо аз хати катализатор баромаданд. Ғафсии онҳо бевосита ба андозаи металлии калий вобаста аст. Сатт ба ҳарорати баланд гарм карда шуда, газе, ки дорои карбон аст, таъмин карда мешавад. Дар байни онҳо - метан, acetal, ethanol ва ғ. Ҳамчун гази иловагии техникӣ аммиак. Ин усули гирифтани нанотропҳо бештар маъмул аст. Раванди мазкур дар корхонаҳои гуногуни саноатӣ сурат мегирад, ки ин маънои онро дорад, ки шумораи ками тубро истеҳсоли кам кам карда мешавад. Афзалияти дигари ин усул ин аст, ки унсурҳои амудӣ аз ҳар гуна зарраҳои металлӣ, ки ҳамчун катализатор хизмат мекунанд. Истеҳсоли (карбонҳои карбон) аз ҷониби ҳамаи ҷонибҳо тавсиф карда шудааст, ба шарофати омӯзиши Suomi Iijima, ки дар як микроскоп пас аз дидани онҳо дар натиҷаи карбон синтез диданд, имкон пайдо шуд.

Муносибатҳои асосӣ

Элементҳои карбон аз рӯи шумораи қабатҳо тасниф мешаванд. Шабакаи соддатарин nanotubes карбон якбора яктана аст. Ҳар яке аз онҳо дорои ғафсии тақрибан 1 нм аст ва дарозии онҳо хеле калонтар аст. Агар мо сохторро бинем, он гоҳ маҳсулот ба графитҳои заррин бо грантҳои шишагӣ нигаронида шудааст. Дар кунҷҳои он атомҳои карбон мебошанд. Ҳамин тариқ, қубур ба шакли силиндрӯй дорад, ки дар он ҷойҳо вуҷуд надорад. Қисми болоии таҷҳизот бо литсҳо иборат аз молекулаҳои пурраи ядро пӯшонида мешавад.

Навъи навбатӣ nanotubes гармидиҳандаҳои бисёрқабатангез аст. Онҳо аз якчанд қабатҳои графикӣ, ки дар шакли силиндр ҷойгиранд, иборатанд. Дар байни онҳо, масофаи 0.34 нм аст. Сохтори ин намуди тарҳ дар ду тарҳ тасвир шудааст. Дар аввал, сутунҳои бисёрқабата якчанд сутунҳои якдафъаинае доранд, ки ба лӯхтаки лӯлӣ монанданд. Дар дуюм, nanotubes multilayered як варақи графитӣ, ки якчанд маротиба худро дар як рӯз гирд меоварад, ки як рӯзномаи ҳаҷвӣ аст.

Карбон nanotubes: ариза

Элементҳо намояндаи комилан аз синфи nanomaterials мебошанд. Тавре, ки қаблан зикр шуда буд, онҳо структураи базавиро доранд, ки дар хусуси графит ё алмос фарқ мекунанд. Ин аст, ки чаро онҳо бештар аз маводи дигар истифода мешаванд.

Дар робита ба чунин хусусиятҳое, ки қувват, таҳкурсӣ, гузариш, дар бисёр соҳаҳо истифода мешаванд:

• Чун иловаҳо ба полимерҳо;
• Катализаторҳо барои дастгоҳҳои равшангарӣ, инчунин намоишҳои ҳамвор ва лӯнҳо дар шабакаҳои телекоммуникатсионӣ;
• Ҳамчун ғалтаки мавҷҳои электромагнитӣ;
• Барои табдил додани энергия;
• Истеҳсоли анодҳо дар намудҳои гуногуни батареяҳо;
• Интиқоли ҳидроген;
• Истеҳсоли сенсорҳо ва кондитсионерҳо;
• Истеҳсоли компютерҳо ва таҳкими сохтори онҳо ва хусусиятҳои онҳо.

Дар тӯли солҳои зиёд, nanotubes carbon, ки истифодаи он танҳо дар соҳаи саноат маҳдуд аст, дар тадқиқоти илмӣ истифода мешавад. Чунин мавод дар бозор заиф аст, зеро мушкилот бо истеҳсолоти калон вуҷуд дорад. Нуқтаи дигари муҳим ин арзиши баланди нанотропро дар бар мегирад, ки тақрибан $ 120 ба як грамм чунин чунин аст.

Онҳо ҳамчун унсури асосии истеҳсоли бисёр компютерҳо истифода мешаванд, ки барои истеҳсоли маҳсулоти зиёди варзишӣ истифода мешаванд. Саноати дигар мошинсозӣ мебошад. Функсионализатсияи нанотубаҳои карбон дар ин соҳа ба моликияти пленумӣ ба хосиятҳои гузариш кам карда мешаванд.

Коэффитсити интиқоли гармии nanotubes кофӣ аст, бинобар ин, онҳо ҳамчун таҷҳизоти хунуккунӣ барои таҷҳизоти гуногун истифода мешаванд. Ҳамчунин, аз онҳо, маслиҳатҳо дода мешаванд, ки ба лӯлаҳои тозакунӣ ҳамроҳ карда мешаванд.

Самти муҳими барномаҳои компютерӣ мебошад. Бо шарофати нанотубҳо, хусусан банақшаҳои ҳамвор офарида мешаванд. Бо кӯмаки онҳо, шумо метавонед андозаи умумии компютерро кам кунед ва инчунин баланд бардоштани сифати техникии он. Таҷҳизоти анҷомдодашуда якчанд маротиба аз технологияи ҷорӣ зиёдтар хоҳанд буд. Дар асоси ин тадқиқот, киноополисҳои баландсифат метавонанд таъсис дода шаванд.

Дар тӯли вақт, қубурҳо на танҳо дар электроника, балки дар соҳаҳои тиббӣ ва энергия истифода мешаванд.

Истеҳсолот

Тобелҳои карбон, истеҳсоли онҳо байни ду намуди онҳо тақсим карда мешавад, нобаробарӣ тақсим карда мешавад. Ин аст, ки MWNT зиёда аз SWNT истеҳсол мекунад. Навъи дуюм дар сурати зарурати шадид сурат мегирад. Ширкатҳои гуногун доимӣ доимӣ нанотропро истеҳсол мекунанд. Аммо онҳо амалан истифода намебаранд, чунки арзиши онҳо аз ҳад зиёд аст.

Роҳбарони истеҳсолӣ

Дар айни замон, мавқеи пешсафиро дар истеҳсоли nanotubes карбон кишварҳои Осиё, ишғол иқтидори истеҳсолӣ аст, ки баландиаш аз 3 маротиба зиёдтар нисбат ба дигар кишварҳои Аврупо ва Амрико. Аз ҷумла, Ҷопон истеҳсолкунандаи MWNT мебошад. Аммо кишварҳои дигар, аз қабили Корея ва Чин, дар ин нишондиҳанда беэътиноӣ мекунанд.

Истеҳсол дар Русия

Истеҳсоли ватанӣ аз нанотубубҳои карбон дар дигар кишварҳо хеле фарқ мекунад. Дар асл, ҳама чиз аз сифати тадқиқот дар ин соҳа вобаста аст. Ин барои эҷоди марказҳои илмӣ-техникӣ дар кишвар захираҳои кофии молиявиро ҷудо намекунад. Бисёри одамон дар соҳаи нанотехнология аломатҳои ношинос надоштанро намедонанд, зеро онҳо намедонанд, ки чӣ тавр дар соҳаи саноат истифода бурда мешавад. Бинобар ин, гузариши иқтисодиёт ба пайравии нав душвор аст.

Аз ин рӯ, Президенти Русия қарор қабул намуд, ки рушди соҳаҳои мухталифи nanotechnology, аз ҷумла элементҳои карбониро нишон медиҳад. Бо ин мақсад, дар як барномаи рушди махсус таъсис дода шуд, ки ба истеҳсоли худ технологияҳои. Барои таъмини ҳамаи ҷузъҳои фармоиш, ширкати "Роснанотех" таъсис дода шуд. Маблағи назаррас аз буҷети давлатӣ барои фаъолияти худ ҷудо карда шуд. Ин аст, ки ӯ бояд раванди рушд, истеҳсол ва воридшавӣ ба соҳаҳои саноатии нанотубубҳоро назорат кунад. Маблағи ҷудошуда ба ташкили муассисаҳои гуногуни илмӣ ва лабораторияҳо равона карда мешавад ва инчунин имкон медиҳад, ки дастовардҳои аллакай мавҷудбудаи олимони ватаниро таҳким диҳанд. Ҳамчунин, ин маблағҳо барои хариди таҷҳизоти гармидиҳӣ хариди таҷҳизоти босифат мегузарад. Инчунин зарур аст, ки ба ин мутобиқатҳое, ки саломатии инсонро муҳофизат мекунанд, нигоҳ доранд, зеро ин мавод бисёр бемориҳо меорад.

Тавре, ки қаблан зикр гардид, ҳамаи мушкилот ҷалб намудани маблағҳо мебошад. Аксари сармоягузорон намехоҳанд, ки ба рушди илмӣ, махсусан барои муддати дароз сармоягузорӣ кунанд. Ҳамаи соҳибкорон мехоҳанд, ки фоидаи худро бинанд, вале наносализатсия метавонад барои солҳо рафта бошад. Ин он аст, ки намояндагони корхонаҳои хурду миёнаи тиҷоратӣ такрор мешаванд. Илова бар ин, бе сармоягузории давлатӣ, имкон надорад, ки пурра истеҳсоли наноматериалҳо имконпазир гардад. Масъалаи дигар ин набудани заминаи ҳуқуқӣ мебошад, зеро дар байни сатҳҳои гуногуни бизнес алоқаи миёнаравӣ вуҷуд надорад. Аз ин лиҳоз, нанотубинҳои карбон, ки истеҳсоли он дар Россия ба талабот ҷавобгӯ нест, танҳо на танҳо молия, балки сармоягузории ҷисмонӣ лозим аст. Дар ҳоле, ки Русия аз кишварҳои Осиё, ки дар рушди нанотехнология пешбарӣ шудааст, дур аст.

То имрӯз, ин соҳа дар факултаҳои кимиёвии донишгоҳҳои гуногун дар Москва, Тамбов, Санкт-Петербург, Новосибирск ва Казан кор мекунанд. Корпоратсияҳои пешбари ширкати Nanotubes carbon company "Granat" ва Тамбов "Комсомолец" мебошанд.

Ҷони нек ва манфӣ

Яке аз беҳтаринҳо, як шахс метавонад аз хусусиятҳои махсуси нанотубаҳои карбон иборат бошад. Онҳо моддаҳои устувор, ки зери таъсироти механикӣ нестанд, нестанд. Илова бар ин, онҳо барои коркард ва паҳнкунӣ хуб кор мекунанд. Ин бо сохтори мобайнии пӯшида имконпазир шуд. Истифодаи онҳо танҳо ба як соҳа маҳдуд аст. Тобелҳо дар автомобил, электроника, дорусозӣ ва энергия истифода шудаанд.

Зарурати бузурги таъсири манфии саломатии инсон мебошад. Қисматҳои nanotubes, ба ҷисми инсон оварда мерасонанд, ки ба пайдоиши эпидемияҳо ва рагҳои рентгенӣ оварда мерасонанд.

Қисми асосии он ин соҳаро маблағгузорӣ мекунад. Бисёр одамон намехоҳанд, ки ба илм сармоягузорӣ кунанд, зеро он ба фоидаи зиёд вақт мегирад. Ва бидуни фаъолияти лабораторияҳои илмии илмӣ, рушди нанотехнология имконнопазир аст.

Хулоса

Carbon nanotubes дар технологияҳои инноватсионӣ нақши муҳим мебозад. Бисёре аз коршиносон афзоиши ин соҳаро дар солҳои оянда пешгӯӣ мекунанд. Ин имкон медиҳад, ки имкониятҳои истеҳсолӣ афзоиш ёбад, ки он коҳишёбии нархи молро коҳиш медиҳад. Бо кам кардани нархҳо, тубҳо талаботҳои зиёдро талаб мекунанд ва барои дастгоҳу таҷҳизоти зиёд ба маводи ғизоӣ табдил хоҳанд ёфт.

Пас, мо фаҳмидем, ки ин маҳсулоти мазкур чӣ гунаанд.