कार्बन नैनोट्यूब क्या हैं?
कार्बन नैनोट्यूब
कार्बन नैनोट्यूब (CNTs) बेलनाकार अणु होते हैं जिनमें एकल-परत कार्बन परमाणुओं (ग्राफीन) की लुढ़की हुई चादरें होती हैं। वे 1 नैनोमीटर (nm) या बहु-दीवार वाले (MWCNT) से कम के व्यास वाले सिंगल-वॉलड (SWCNT) हो सकते हैं, जिसमें कई संकेंद्रित इंटरलिंक्ड नैनोट्यूब शामिल होते हैं, जिसमें व्यास 100 एनएम से अधिक तक पहुंचते हैं। उनकी लंबाई कई माइक्रोमीटर या यहां तक कि मिलीमीटर तक पहुंच सकती है।
वे क्या हैं, उन्हें कैसे बनाया जाता है, उनका उपयोग किस लिए किया जाता है
उनके बिल्डिंग ब्लॉक ग्राफीन की तरह, CNT रासायनिक रूप से sp 2 बॉन्ड के साथ बंधे हुए हैं, जो आणविक संपर्क का एक अत्यंत मजबूत रूप है। यह सुविधा कार्बन नैनोट्यूब के प्राकृतिक झुकाव को वैन डेर वाल्स बलों के माध्यम से एक साथ रस्सी के साथ जोड़कर, अति-उच्च शक्ति, कम वजन वाली सामग्री विकसित करने का अवसर प्रदान करती है जिसमें अत्यधिक प्रवाहकीय विद्युत और तापीय गुण होते हैं। यह उन्हें कई अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक आकर्षक बनाता है।
भले ही उच्च-शुद्धता वाले कार्बन नैनोट्यूब प्राप्त करने के लिए सिंथेटिक तकनीकों में सुधार किया गया है, लेकिन धातु के अशुद्ध नैनोपार्टिकल्स, कार्बन नैनोट्यूब की नोक में धातु के कणों और अनाकार कार्बन जैसे अशुद्धियों वाले बायप्रोडक्ट्स का निर्माण एक अपरिहार्य घटना है, क्योंकि धातु नैनोपार्टिकल्स नैनोट्यूब विकास के लिए आवश्यक हैं।
इन विदेशी नैनोकणों, साथ ही साथ संश्लेषण के दौरान होने वाले संरचनात्मक दोषों का दुर्भाग्यपूर्ण निहितार्थ है कि वे उत्पादित कार्बन नैनोट्यूब के भौतिक-रासायनिक गुणों को संशोधित करते हैं। इसीलिए उत्पादन प्रक्रिया के अंत में विभिन्न तरीकों जैसे एसिड ट्रीटमेंट या अल्ट्रासाउंड की मदद से कार्बन नैनोट्यूब को शुद्ध करने की आवश्यकता होती है।
कार्बन नैनोट्यूब उपयोग और अनुप्रयोग
CNTs पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में उच्च शक्ति, स्थायित्व, विद्युत चालकता, तापीय चालकता और हल्के गुणों की आवश्यकता वाले किसी भी अनुप्रयोग के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हैं।
- वर्तमान में, CNTs मुख्य रूप से सिंथेटिक्स के लिए एडिटिव्स के रूप में उपयोग किया जाता है। CNT एक पाउडर के रूप में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है, अर्थात अत्यधिक पेचीदा और उत्तेजित रूप में।
- सीएनटी के लिए अपने विशेष गुणों को प्रकट करने के लिए उन्हें सब्सट्रेट में असंगत और समान रूप से फैलाने की आवश्यकता होती है।
- एक और आवश्यकता यह है कि सीएनटी को सब्सट्रेट के साथ रासायनिक रूप से बंधुआ होना चाहिए, जैसे कि एक प्लास्टिक सामग्री। उस प्रयोजन के लिए, CNT को क्रियाशील बनाया जाता है, अर्थात उनकी सतह को रासायनिक रूप से विभिन्न सामग्रियों में इष्टतम निगमन के लिए और विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए अनुकूलित किया जाता है।
- कार्बन नैनोट्यूब को तंतुओं में भी काटा जा सकता है, जो न केवल विशेष वस्त्रों के लिए दिलचस्प संभावनाओं का वादा करता है, बल्कि विशेष रूप से यूटोपियन प्रोजेक्ट – स्पेस एलेवेटर को महसूस करने में भी मदद कर सकता है ।
- कार्बन नैनोमैट्रीज़ जैसे कि नैनोट्यूब या ग्राफीन न केवल व्यापक रूप से औद्योगिक अनुप्रयोगों में उनके संभावित उपयोग के लिए शोध किए जाते हैं, वे नैनो टेक्नोलॉजी अनुप्रयोगों पर काम करने वाले बायोमेडिकल इंजीनियरों के लिए भी बहुत रुचि रखते हैं।
सामग्री
- कार्बन नैनोट्यूब सक्षम नैनोकम्पोज़िट्स ने अपने यांत्रिक, विद्युत, थर्मल, बाधा और रासायनिक गुणों जैसे विद्युत चालकता, बढ़ी हुई तन्यता शक्ति, बेहतर गर्मी विक्षेपण तापमान, या लौ चमक के कारण पारंपरिक मिश्रित सामग्री के लिए एक अत्यधिक आकर्षक विकल्प के रूप में बहुत ध्यान आकर्षित किया है। ये सामग्री पहनने के प्रतिरोध और टूटने की ताकत, एंटीस्टेटिक गुणों के साथ-साथ वजन घटाने की पेशकश करने का वादा करती है। उदाहरण के लिए, यह अनुमान लगाया गया है कि उन्नत CNT कंपोजिट विमान और अंतरिक्ष यान के वजन को 30% तक कम कर सकते हैं।