Fost il-familja tan-nanomaterjali, in-nanotubi tal-karbonju huma waħda mill-aktar stilel li jgħammex . Dan il-materjal tubulari, iffurmat mill-ħdejjed ta 'l-atomi tal-karbonju fi struttura eżagonali, għandu dijametru li jvarja minn ftit nanometri għal diversi għexieren ta' nanometri, iżda għandu l-proprjetajiet mhux immaginabbli u għandu Dinja ". Mill-iskoperta tagħha ftit għexieren ta 'snin ilu, hija mxiet mill-laboratorju għal applikazzjonijiet industrijali, li tbiddel profondament il-pajsaġġ teknoloġiku f'oqsma multipli .
I . Struttura tiddetermina l-prestazzjoni: il- "vantaġġi inerenti" tan-nanotubi tal-karbonju
Il-proprjetajiet notevoli tan-nanotubi tal-karbonju primarjament joħorġu mill-istruttura molekulari unika tagħhom . tista 'titqies bħala struttura tubulari bla xkiel iffurmata mill-ħdejjed saff wieħed ta' grafita . skont il-metodu tal-ħdejjed, jistgħu jiġu kklassifikati f'diversi tipi, tip ta 'siġġu, żigzag tat-tip} In-nanotubi tal-karbonju juru konduttività elettrika eċċellenti, kważi rivali dik tar-ram metalliku .
Din l-istruttura tubulari tagħtiha bi proprjetajiet estremi multipli: is-saħħa tat-tensjoni tagħha hija aktar minn 100 darba dik ta 'l-azzar, iżda d-densità tagħha hija biss 1/6 ta' l-azzar; Il-konduttività termali tagħha taqbeż dik tad-djamant u hija bosta drabi dik tar-ram; Għandha wkoll flessibilità tajba, li kapaċi titgħawweġ f'diversi forom mingħajr ma tkisser . saħansitra aktar intriganti, dawn il-proprjetajiet mhumiex reċiprokament esklussivi - nanotubu tal-karbonju wieħed jista 'fl-istess ħin ikollu super saħħa, ultra-lightness, konduttività elettrika, konduttività elettrika, u konduttività termali, li huwa kważi impossibbli li jinkisbu fil-materjali tradizzjonali .}}}}}}}
2. mil-laboratorju għal-linja ta 'produzzjoni: industrijalizzazzjoni tal-vantaġġi tal-prestazzjoni
Il-vantaġġi tal-prestazzjoni tan-nanotubi tal-karbonju qed iġorru frott f'diversi oqsma . fil-qasam tal-elettronika, huwa meqjus bħala kompetitur qawwi għall-materjali interkonnessjonijiet taċ-ċippa tal-ġenerazzjoni li jmiss . Il-wajers ta 'ċipep ibbażati fuq is-silikon tradizzjonali se jiffaċċjaw żieda qawwija fir-reżistenza fir-reżistenza, fil-karbonju Stabbilment f'temperaturi ogħla . Bħalissa, it-tim ta 'riċerka tagħna fiċ-Ċina ħejja b'suċċess ċipep tan-nanotubi tal-karbonju, bil-prestazzjoni laħqet il-livell ewlieni internazzjonali {.
Fil-qasam tal-materjali komposti, iż-żieda ta 'nanotubi tal-karbonju tista' nifs ġdid lill-materjali tradizzjonali . Żieda ta '0 . 1% tan-nanotubi tal-karbonju mal-plastik tista' żżid il-konduttività tagħha b'diversi ordnijiet ta 'kobor, filwaqt li żżomm il-karatteristiċi tal-proċess ta' piż ħafif u faċli tal-plastik; Iż-żieda tal-konkrit tista 'żżid is-saħħa kompressiva tal-materjal bi 30%, u tagħti wkoll lill-konkrit il-kapaċità li tindika lilha nnifisha, biex tissorvelja l-ħsara strutturali f'ħin reali.
Fil-qasam tal-enerġija, in-nanotubi tal-karbonju huma materjali tal-elettrodi ideali . Is-superkonderiċi magħmula magħhom għandhom veloċità tal-iċċarġjar aktar minn 10 darbiet aktar malajr mill-batteriji tal-litju tradizzjonali, u l-ħajja taċ-ċiklu tista 'tilħaq 100, {000 darbiet; Iż-żieda ta 'nanotubi tal-karbonju ma' batteriji tal-jone tal-litju tista 'ttejjeb l-effiċjenza u s-sigurtà tal-iċċarġjar tal-batterija . Id-dejta tat-test ta' ċerta intrapriża ta 'enerġija ġdida turi li l-batterija b'elettrodi komposti tan-nanotubi tal-karbonju tista' żżid il-firxa tas-sewqan bi 15% .}
3. possibbiltajiet illimitati f'xenarji ta 'applikazzjoni
Il-konfini tal-applikazzjoni tan-nanotubi tal-karbonju qegħdin jespandu kontinwament . fil-qasam aerospazjali, huma użati biex jimmanifatturaw komponenti ħfief u ta 'saħħa għolja għall-vetturi spazjali, u jnaqqsu l-piż tal-varar filwaqt li jtejbu s-sigurtà strutturali; Fil-qasam mediku, nanotubi tal-karbonju modifikati funzjonali jistgħu jintużaw bħala trasportaturi tad-droga, li jwasslu b'mod preċiż il-mediċini fiż-żoni milquta u jnaqqsu l-ħsara f'ċelloli normali .
Fil-governanza ambjentali, il-membrani tal-filtrazzjoni magħmula minn nanotubi tal-karbonju jistgħu jassorbu b'mod effiċjenti joni tal-metall tqil u sustanzi li jniġġsu organiċi fl-ilma . L-effiċjenza tal-filtrazzjoni hija {5-10 darbiet dik ta 'filtri tradizzjonali u jistgħu jiġu użati mill-ġdid; Fil-qasam ta 'elettronika flessibbli, meta kkombinati ma' substrati flessibbli, jistgħu jintużaw biex joħolqu ġlud elettroniċi li jintlibsu, wirjiet flessibbli, u apparati oħra . senser flessibbli tan-nanotub tal-karbonju żviluppat minn ċerta kumpanija tat-teknoloġija jista 'jħossu 0 . 1 deformazzjonijiet żgħar ta' daqs tal-mikrometru, b'sensittività ferm li taqbeż dik is-sensers tradizzjonali.
4. Sfidi u Futur: Nagħmlu "Super Materjali" Parti minn Ħajjitna
Minkejja l-prestazzjoni eċċellenti tagħhom, l-applikazzjoni fuq skala kbira ta 'nanotubi tal-karbonju għadha qed tiffaċċja xi sfidi . Bħalissa, l-ispiża tal-produzzjoni ta' nanotubi tal-karbonju ta 'kwalità għolja għadha relattivament għolja, u l-konsistenza waqt il-produzzjoni tal-lott hija diffiċli biex tikkontrolla b'mod preċiż; Barra minn hekk, is-sigurtà bijoloġika tagħhom għadha teħtieġ riċerka u verifika fit-tul, li sa ċertu punt tillimita l-ambitu tal-applikazzjoni tagħhom .
Madankollu, bl-avvanz tat-teknoloġija tal-preparazzjoni, dawn il-problemi qed jiġu solvuti gradwalment . It-titjib tal-metodu ta 'deposizzjoni tal-fwar kimiku katalitiku naqqas l-ispiża tal-produzzjoni tan-nanotubi tal-karbonju b'90% f'għaxar snin; L-introduzzjoni tat-teknoloġija tal-intelliġenza artifiċjali ppermettiet il-kontroll preċiż tal-proċess ta 'tkabbir tan-nanotubi tal-karbonju, li ttejjeb b'mod sinifikanti l-konsistenza tal-prodott .
Fil-futur, hekk kif it-teknoloġija tkompli timmatura, in-nanotubi tal-karbonju huma mistennija jiksbu applikazzjoni fuq skala kbira f'aktar oqsma: minn skrins tal-ismartphone li jistgħu jitgħawġu għal flokkijiet ħfief u b'saħħithom, minn ċelloli solari effiċjenti għal tagħmir djanjostiku preċiż ... dan id-dinja "super materjali" mid-dinja mikroskopika qed tidħol gradwalment fil-ħajja kontinwa u industrijali Aġġornament .