Wat zijn de verschillende soorten koolstofnanobuisjes?

Structureel bestaan ​​er twee basistypen van koolstofnanobuizen (CNT's)-singlewandige nanobuisjes (SWNT) en multi-muurde nanobuisjes (MWNT)-maar de opstelling van koolstofatoomgroepen in deze structuren varieert ook. Koolstofnanobuisjes zijn in wezen opgerolde bladen van grafiet, die zijn gebouwd op een reeks in elkaar grijpende, zeshoekige, zes-koolstof-atoombindingen. Deze bindingen kunnen worden gerangschikt in een van de drie configuraties: Zig-Zag, waar ze afwisselen in een lineair patroon langs de lengte van de cilindrische nanobuiswand; fauteuil, waar de structuur een verzameling rechte lijnen van bindingen is; en chirale, waar de bindingen op een lineaire manier naar een linker- of rechterhoek drijven over de lengte van de buis.

Binnen deze fundamentele klasse van structuren variëren koolstofnanobuisjes ook door rechte cilinders te zijn, of op een of andere manier vervormd zoals opgerold of vertakt. Aanvullende formulieren die zijn gemaakt, zijn onder meer de nanobuis met een buckyball -bol van koolstof, bekend als een nanobud,en cup-gestapelde nanobuisjes, een reeks concave, schijfvormige structuren uitgelijnd in buisvorm. Torus, of donutvormige, nanobuisstructuren zijn ook gemaakt en hebben een hoge magnetische momenteigenschappen die hen nuttig zouden maken als krachtige sensoren.

De structuur van koolstofnanobuisjes bepaalt ook hun fysische en chemische eigenschappen, waarbij fauteuilnanobuisjes altijd metaalachtig zijn in termen van elektrische geleidbaarheid en zigzag- en chirale vormen halfgeleidend zijn. De zes koolstofbindingen die de basis zeshoekige structuur van een koolstofnanobuis vormen, zijn op afstand van 0,14 nanometer van elkaar in sterke moleculaire, covalente bindingen. Deze gerolde grafietplaten worden vervolgens aan elkaar gebonden in multi-murende nanobuisjes, die in wezen cilinders zijn in cilinders, door zwakke van der Waals-krachten, op een afstand van ongeveer 0,34 nanometer tussen cilinderwanden. Deze zwakke moleculaire bonD stelt de grafietplaatstructuren in staat om tegen elkaar af te glijden, waardoor het gemakkelijk is om grafiet af te wrijven in toepassingen zoals wanneer een potlood tegen papier wordt ingedrukt.

Andere soorten koolstofnanobuisjes omvatten extreme koolstofnanobuisjes, die gewoon variaties zijn op het natuurlijke ontwerp waar ze erg lang, kort of dun zijn. Ze hebben toepassingen in de bouw van kabel 20 tot 100 keer sterker dan staal voor dingen zoals een ruimtelift, en voor kunstmatige spieren die kunnen werken in een temperatuurbereik van -321 ° tot 2.800 ° Fahrenheit (-196 ° tot 1.538 ° Celsius). Sommige extreme nanobuisfilms zijn ook in staat om infraroodgolflengten van licht te vangen die bekend staat als zwarte lichaamsstraling of warmtestraling. Dit zou ze nuttig maken in zonnecellen die deze warmte door de aarde 's nachts in de ruimte kunnen vastleggen, wat de energieopwekking van de klok in een efficiëntieniveau van meer dan 35%zou kunnen maken, wat twee tot vijf keer beter is dan die van ConventiOnale zonnecellen.