Vilka är de olika typerna av kolananorör?
Strukturellt sett finns två grundläggande typer av kolananorör (CNT) - enkelväggiga nanorör (SWNT) och flerväggade nanorör (MWNT) - men arrangemanget av kolatomgrupper i dessa strukturer varierar också. Kolnanorör är väsentligen upprullade ark med grafit, som är byggda på en serie sammankopplade, hexagonala, sexkoliga atombindningar. Dessa bindningar kan arrangeras i en av tre konfigurationer: sicksack, där de växlar i ett linjärt mönster längs den cylindriska nanorörväggen; fåtölj, där strukturen är en samling av raka linjer av bindningar; och chiral, där bindningarna driver linjärt till en vänster- eller högervinkel längs rörets längd.
Inom denna grundläggande klass av strukturer varierar kolnanorören också genom att vara raka cylindrar, eller förvrängda på något sätt såsom spiralformade eller grenade. Ytterligare former som har skapats inkluderar nanoröret med en kolbockkulfärg fäst vid den, känd som en nanobud, och koppstaplade nanorör, som är en serie konkava, skivformade strukturer i linje med rörform. Torus, eller munkformade, nanorörstrukturer har också gjorts och har höga magnetiska momentegenskaper som skulle göra dem användbara som kraftfulla sensorer.
Strukturen för kolnanorör bestämmer också deras fysikaliska och kemiska egenskaper, där fåtölj nanorör alltid är metalliska när det gäller elektrisk ledningsförmåga, och sicksack och kirala former är halvledande. De sex kolbindningarna som utgör den grundläggande hexagonala strukturen i en kol nanorör är åtskilda omkring 0,14 nanometer från varandra i starka molekylära, kovalenta bindningar. Dessa valsade ark med grafit är sedan bundna till varandra i flerväggade nanorör, som i huvudsak är cylindrar i cylindrar, av svaga van der Waals-krafter, på ett avstånd av cirka 0,34 nanometer mellan cylinderväggarna. Denna svaga molekylära bindning gör att grafitarkstrukturerna kan glida mot varandra, vilket gör det enkelt att gnida av grafit i applikationer som när en penna pressas mot papper.
Andra typer av kol nanorör inkluderar extrema kol nanorör, som helt enkelt är variationer på den naturliga designen där de är mycket långa, korta eller tunna. De har applikationer för att bygga kabel 20 till 100 gånger starkare än stål för sådana saker som rymdshiss och för konstgjorda muskler som kan arbeta i ett temperaturområde från -321 ° till 2800 ° Fahrenheit (-196 ° till 1 538 ° Celsius) ). Vissa extrema nanorörsfilmer kan också fånga infraröda våglängder av ljus som kallas svart kroppsstrålning eller värmestrålning. Detta skulle göra dem användbara i solceller som kan fånga upp den värme som avges från jorden i rymden på natten, vilket skulle möjliggöra energiproduktion dygnet runt med en effektivitetsnivå på över 35%, vilket är två till fem gånger bättre än det för konventionella solceller.