نانوتیوب چیست ؟

[* v e n o o s * مهمان]

کاربرد نانوتیوب ها

 

 

 

 

[TABLE=width: 100%]

[TR]

[TD][/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]کربن نانوتیوب ها(Carbon Nano Technology (CNT یکی از مهمترین زمینه های تحقیقاتی در نانوتکنولوژی می باشند. خواص و پتانسیل ویژه و انحصاری آنها برای کاربردهای ارزشمند تجاری، طیف وسیعی از الکترونیک تا کنترل فرایندهای شیمیایی را در برمی گیرد. این امر موجب تلاش بسیار عظیمی جهت تحقیق در مورد نانوتیوب ها در پنج سال اخیر شده است. با توجه به فعالیت های وسیع تحقیقاتی، به پتانسیل کار بردی این تحقیقات در صنعت ساختمان توجه بسیار کمی شده است.

 

 

 

مقاله حاضر سعی در پر کردن شکاف تحقیقاتی بین CNT ، مواد و مصالح ساختمانی دارد. ساختمان، خواص و چگونگی حصول کربن نانوتیوب ها در این مقاله بررسی شده، پتانسیل های کاربردی بطور عام و خاص برای صنعت ساختمان ا رائه شده است. میتوان کربن نانوتیوب ها و انواع اصلاح شده و تغییر شکل یافته گرافیت تصور کرد.

 

 

گرافیت از لایه های بسیار زیاد اتم های کربن که به فرم شش گوش بهم متصل و ورقه های مسطحی را تشکیل می دهند شکل گرفته است.

 

 

 

خواص CNT

CNT ها (Carbon Nano Technology) خواص ویژه متعددی دارند. طیف رفتار الکترونیکی‌شان به کیرلیتی Chirality آنها بستگی دارد تیوب های مدل صندلی دسته دار، فلزی و انواع دیگر تیوب ها (Semiconductors) نیمه رساناها هستند. بلاوه درجه رسانائی یا نیمه رسانائی توسط doping قابل کنترل است.

 

 

بعنوان مثال تحقیق اخیر نشان داده است که حضور اکسیژن بتدریج روی رسانائی (Conductivity) همان CNT اثر می گذارد. تغییرات در اندازه یا تغییر شکل مکانیکی هم روی خواص الکترونیکی آنها موثر است. CNTها همچنین Field Emitters (دستگاه‌های نشر میدانی) با کیفیت بالا هستند.

 

 

قرار دادن کربن نانوتیوب در یک میدان الکترونیکی قوی باعث ساتع شدن الکترون‌ها با راندمان بالا بدون آسیب رساندن به تیوب ها می شود خلاصه‌ای از رفتار الکترونیکی کربن نانوتیوب‌ها در مرجع موجود است.

 

 

از دید مکانیکی، به نظر می رسد CNT قویترین ماده ای است که تابحال شناخته شده است نتایج عملی نشان داده است که آنها میزانی از الاستیسیتی (قابلیت ارتجاعی) دارند که به مقدار Tpa1 قابل افزایش است. اندازه گیری نهایی Strength & Strain (استحکام کرنش) بسیار مشکل است ولی اندازه گیری Yield Strength (نقطه تسلیم) نانو تیوپ تک جداره SWNT از 63Gpa گزارش شده، و Yield Strains از حدود 6% یا بیشتر. CNTها بشدت انعطاف پذیرند بطوریکه قابل خم شدن بشکل دایره یا حتی گره خوردن هستند مانند تیوب های میکروسکوپیک، می تواند تحت بارگذاری مناسب مسطح یا Buckle (پیچانده) شوند. مرجع رفتار مکانیکی CNT را خلاصه کرده است.

 

 

 

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

[* v e n o o s * مهمان]

[TABLE=width: 100%]

[TR]

[TD]کاربردهای کربن نانوتیوب ها در صنعت ساختمان

 

همانطور که بسیاری از کاربردهای CNT برای بیشتر صنایع بسط و توسعه یافته برای صنعت ساختمان نیز کاربردهایی خواهد یافت، حداقل سه عرصه گسترده تحقیقاتی وجود دارد که منجر به تولید محصولاتی منحصرا و مشخصا مورد نیاز ساختمان خواهد بود. این زمینه های تحقیقاتی شامل ساخت کامپوزیت های CNT با مواد و مصالح ساختمانی موجود، استفاده از رشته ها و ریسمان های CNT بعنوان اجزاء ساخت و سیستم های انتقال حرارت CNT بعلت دوام و استحکام فوق العاده، سختی و aspect ratio بسیار بالا تقویت کننده های بسیار عالی هستند. پلیمر، سیمان و شیشه همگی کاندیدهای بالقوه ای برای مواد ماتریکس CNT هستند. در مورد کامپوزیت های پلیمر – CNT صحبت شد. در ادامه کامپوزیت های سیمان – CNT با جزئیات بیشتر شرح داده خواهند شد.

 

 

شیشه تقویت شده با CNT یا نانوفایبرهای دیگر بعلت امکان توانائی نانو فایبرها یا نانو تیوب ها در جهت تقویت استحکام بدون مزاحمت در انتقال نور مورد توجه اند.

 

بهرحال، کار کمی روی رفتار اپتیکی (نوری) نانوفایبرها از این منظور انجام شده، موفقیت این دیدگاه درعمل مشخص خواهد شد.

 

 

تولید CNT های بلندتر که بتوانند به فرم ریسمان در آینده امکانات بدیهی و واضحی برای کاربردهای مثل پل های معلق (suspension bridges) ایجاد خواهد کرد. استحکام و الاستیسیتی CNT امکان طراحی Spans (طلق ها و پله ای) بطور قابل توجهی بلندتر از چیزی که تکنولوژی موجود ممکن می سازد را بوجود خواهد آورد.

 

 

همچنین استفاده از ریسمان های CNT در ساختمان های بتن بهسازی شده ممکن است عملی نباشد. کربن نانو تیوب ها همچنین بعنوان موادی برای ساخت ساختارهای خیلی بزرگ - space based مثل بالابرهای فضائی مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند.

 

 

این سیستم های کابلی قابلیت تئوریکی رسیدن به ماوراء Geo Synchronous orbits از سطح زمین را دارند. اتاقک های بالابر همزمان بالا و پایین می روند و کابل امکان انتقال بار از فضا به زمین و بالعکس را با کمترین انرژی فراهم خواهد ساخت. باید دید چنین ساختارهایی امکان طراحی و ساخت خواهند یافت یا خیر، چنین به نظر می رسد که CNT تنها ماده ای است که تحمل کلان ساختمانی بارهای لازم را خواهد داشت.

 

 

هدایت حرارتی کربن نانو تیوب های کاربردهای دیگری نیز ارائه می دهد. از آنجائیکه دانسیته مناسب از کربن نانو تیوب ها می توانند قادر به هدایت سریع حرارت از سطح تماس به حفره های حرارتی (Heat Sinks) باشند امکان تحقق کامپوزیت مواد اصلاح شده از نظر مقاومت حرارتی مطرح می گردد. همچنین بعدها ممکن است توسعه مواد عایق کننده و لوله های حرارتی، بهره مندی از اختلاف هدایت حرارتی در طول و عرض لوله ها را تحقق بخشد. یکی از کاربردها می تواند گرم کردن ساختمان ها باشد که جایگزین سیستم های بر مبنای مایع موجود، برای گرما دهی طبقات خواهند شد.

 

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD][/TD]

[/TR]

 

[TR]

[TD] [/TD]

[/TR]

[TR]

[TD=align: center][/TD]

[/TR]

[/TABLE]

 

 

 

منبع : سایت مارپیچ