Nanafeadáin carbón: táirgeadh, úsáid, airíonna

Is Fuinneamh tionscal tábhachtach, a bhfuil ról tábhachtach i saol an duine. Braitheann an stát fuinnimh tíre ar obair go leor eolaithe sa tionscal. Sa lá atá inniu, tá siad ag cuardach le haghaidh foinsí fuinnimh malartacha. Chun na gcríoch sin, go bhfuil siad sásta aon rud a úsáid, ó sholas na gréine agus uisce, ag críochnú a bhfuil cumhacht aer. Tá an trealamh atá in ann fuinneamh a ghiniúint as an timpeallacht, tá an-bhuíoch.

Forbhreathnú

nanafeadáin carbón - eitleán graifíte fada rollta le cruth cylindrical. De ghnáth, sroicheann a n-tiús deich roinnt de nanaiméadar le roinnt ceintiméadar ar fad. Ag deireadh an nanafeadáin foirmeacha ceann sféarúil atá mar chuid cheann de fullerene.

Tá roinnt cineálacha de nanafeadáin carbón: miotalacha agus leathsheolta. Is é an difríocht is mó an seoltacht atá ann faoi láthair. Is féidir leis an chéad chineál a sheoladh faoi láthair ag teocht 0 ° C, agus an dara ceann - ach ag teochtaí arda.

nanotubes carbóin: airíonna

An chuid is mó treochtaí nua-aimseartha ar nós na Ceimice Feidhmí nó nanaitheicneolaíocht, atá nasctha leis na nanafeadáin a bhfuil struchtúr carbóin skeletal. Cad é atá ann? Faoin struchtúr Tagraíonn móilíní móra, a bhfuil ach adaimh charbóin idirnasctha. nanafeadáin carbón, atá bunaithe ar na hairíonna an fhoirm bhlaosc dúnta, bhfuil ardmheas. Thairis sin, tá foirmiú na sonraí crutha sorcóireach. Is féidir feadáin sin a ullmhú ag bileoga graifíte rollta, bíodh sé ag fás ó chatalaíoch ar leith. tá nanafeadáin carbón, a pictiúir Taispeántar thíos, struchtúr neamhghnách. Tagann siad i cruthanna éagsúla agus méideanna: singil-ciseal agus il-ciseal, díreach agus sinuous. In ainneoin an bhfíric go bhfuil na nanafeadáin deas leochaileach, tá siad an t-ábhar is láidre. Mar thoradh air sin, tá go leor staidéir a fuarthas amach go bhfuil siad airíonna nádúrtha ar nós teanntachta agus neart flexural. Faoi an gníomh de strus meicniúil dian, ní dhéanann na heilimintí Rush agus nach briseadh, is é sin, is féidir a choigeartú chun voltais éagsúla.

tocsaineacht

Mar thoradh ar imscrúduithe il, fuarthas amach go féidir le nanafeadáin carbón a chur faoi deara na fadhbanna céanna le snáithíní aispeiste, i.e. a úsáid agus éagsúlacht siadaí urchóideacha chomh maith le hailse scamhóige. Braitheann an méid tionchair díobhálacha aispeiste ar an gcineál agus tiús a snáithíní. Toisc go bhfuil nanafeadáin carbón meáchan beag agus méid, tá siad dul isteach go héasca ar an gcomhlacht mar aon leis an aer. Thairis sin, a thagann siad isteach sa pleura agus áirítear iad sa bhrollach, agus ar deireadh thiar a chur faoi deara éagsúlacht na deacrachtaí. Eolaithe a rinneadh ar thurgnamh agus cuireadh leis an mbia de cáithníní lucha nanafeadáin. Táirgí de trastomhas beaga beagnach ní raibh fanacht sa chorp, ach níos mó - dug isteach na ballaí an boilg agus a chur faoi deara galair éagsúla.

modhanna ullmhúcháin

Go dtí seo, tá na modhanna seo a leanas a tháirgeadh nanafeadáin carbón in aisce stua, ablation, sil-gal.

díluchtúcháin leictreacha. Ullmhú (Tá cur síos nanafeadáin carbón san Airteagal seo) i plasma na lucht leictreach, a dó le héiliam. Is féidir a leithéid de phróiseas a dhéanamh ag baint úsáide as trealamh teicniúil speisialta le haghaidh táirgeadh fullerenes. Ach tá modhanna stua eile a úsáidtear i modh seo. Mar shampla, an dlús atá ann faoi láthair laghduithe, agus na cathodes úsáidtear thiúis ollmhór. Chun a chruthú atmaisféar héiliam is gá chun cumas an mbrú ngné seo. nanafeadáin carbón a fhaightear trí spraeáil. Go bhfuil a n-uimhir méadaithe, ní mór duit dul i mbun chatalaíoch graphite slat. I bhformhór na gcásanna, meascán de ghrúpaí éagsúla de mhiotal. Thairis sin, go dtagann athrú ar bhrú agus modh sputtering. Dá bhrí sin, tá millíní gha, agus wherein na nanafeadáin carbón atá déanta. Táirgí críochnaithe ag ardú go hingearach ón gcatóid agus a bailíodh i bundles. Tá siad ar fad de 40 miocrón.

Ablyasatsiya. bhí invented leithéid de mhodh ag Richard Smalley. Tá a bunúsach ar an bhfíric go bhfuil difriúil dromchla vaporize graifíte in imoibreoir, feidhmiú ag teochtaí arda. nanafeadáin carbón atá déanta ag an galú graphite sa chuid íochtarach den imoibreoir. Fuarú agus a bhailiú iad ar siúl trí mheán dromchla fuaraithe. Sa chéad chás, is é an líon na n-eilimintí ionann agus 60%, ansin san fhigiúr seo an modh Tháinig méadú de 10%. Is é an costas modh léasair absolyatsii níos daoire ná na cinn eile. Go ginearálta, singil-ballaí nanafeadáin ullmhú ag athrú an teocht imoibriú.

An sil ó chéim gáis. Bhí invented carbóin modh teistíochta gal sna 50í déanacha. Ach d'fhéadfadh aon duine a bheith ag súil go gcuirfear trí bhíthin sé féidir a fháil nanafeadáin carbón. Mar sin, an chéad is gá duit a ullmhú ar an dromchla an chatalaíoch. Mar a d'fhéadfadh sé a bheith cáithníní fíneáil de mhiotail éagsúla, m.sh., cóbalt, nicil agus daoine eile. Nanotubes ag teacht chun cinn ó na sraithe chatalaíoch. Braitheann a tiús ar mhéid a chatalú miotail. Is é an dromchla théitear le teocht ard, agus ansin tá soláthar gáis a bhfuil carbón. I measc iad, - is é .., Meatán, atsetelen, eatánól, etc Mar gás próiseas breise amóinia. Tá an modh táirgthe na nanafeadáin is coitianta. Tógann an próiseas féin ar siúl ag fiontair tionsclaíocha éagsúla, ionas go bhfuil níos lú airgid a chaitheamh le haghaidh táirgeadh líon mór de na feadáin. Buntáiste eile an modh seo go bhféadfaidh na comhaltaí ingearach a fháil ó aon cáithníní miotail a úsáid mar an chatalaíoch. Ullmhú (Tá cur síos nanafeadáin carbón ar gach taobh) bhuíochas sin is féidir chun taighde Suomi Iijima, a breathnaíodh faoin micreascóp as a gcuma mar thoradh ar an shintéis na carbóin.

Na príomhchineálacha

Eilimintí Carbóin a rangú de réir líon na sraitheanna. An cineál is simplí - nanafeadáin carbón amháin-ballaí. Gach ceann acu Tá tiús de thart ar 1 nm, agus is féidir a gcuid fad a bheith i bhfad níos mó. Má cheapann muid an struchtúr, Breathnaíonn an táirge chomhchosúil wrap graifíte ag baint úsáide as greille hexagonal. Ina reanna leithroinnt suite. Dá bhrí sin, tá an feadán cruth cylindrical, nach bhfuil aon seams. Dúnann an chuid uachtarach claibíní feistí comhdhéanta de mhóilíní fullerene.

amharc Next - nanafeadáin carbón Multiwall. Is éard atá iontu roinnt sraitheanna de graphite atá Cruachta ar an cruth sorcóir. Is é an t-achar therebetween choinneáil ag 0.34 nm. Struchtúr den chineál seo déantar cur síos ag baint úsáide as dhá mhodh. Ar an gcéad dul síos, il-tube - píopa amháin-bhalla beag neadaithe go Breathnaíonn an nós doll Rúisis. Sa dara, tá nanafeadáin il-ballaí bileog graifít atá fillte arís agus arís eile ar fud é féin, atá cosúil le nuachtán fillte.

nanotubes carbóin: iarratais

Tá Míreanna ball úr nua den rang nana-ábhair. Mar a luadh cheana, tá siad struchtúr conablaigh atá éagsúil ó airíonna an graifít nó Diamond. Tá sé in úsáid mar sin níos minice ná ábhair eile.

De bharr tréithe ar nós neart teanntachta, neart flexural, seoltacht, a úsáidtear i go leor réimsí:

• mar bhreiseáin do polaiméirí;
• chatalaíoch le haghaidh feistí soilsiúcháin, chomh maith le taispeáintí painéil chomhréidh agus sásanna láimhe i líonraí teileachumarsáide;
• mar ionsúire tonnta leictreamaighnéadacha;
• comhshó cumhachta;
• anóidí i gcineálacha ceallraí éagsúla;
• Stóráil hidrigin;
• braiteoirí agus toilleoirí tháirgeadh;
• táirgeadh Composites agus aimpliú ar a struchtúr agus airíonna.

Le blianta fada, nanafeadáin carbón, nach bhfuil an úsáid a bhaint as a bhfuil teoranta do thionscal faoi leith, a úsáidtear i dtaighde eolaíoch. Tá ábhar den sórt sin áit na laige ar an margadh, mar tá fadhbanna le táirgeadh ar scála mór. Eile is ea an pointe tábhachtach an costas ard nanafeadáin carbón, a bhfuil thart ar 120 dollar in aghaidh gach graim ar cheann de na substainte.

Déantar iad a úsáid mar ghné bhunúsach do tháirgeadh go leor Composites, a úsáidtear le haghaidh a dhéanamh go leor earraí spóirt. Eile -avtomobilestroenie tionscal. Tá Functionalization na nanafeadáin carbón i ealaín a laghdú go dtí endow polaiméirí airíonna seoltaí.

Is chomhéifeacht seoltacht teirmeach nanafeadáin ard go leor, ionas gur féidir iad a úsáid mar fheiste fuaraithe do threalamh ollmhór éagsúla. Chomh maith leis sin tá caipíní atá ceangailte leis na píopaí probe déanta acu.

Áirítear ar na hiarratais brainse is tábhachtaí teicneolaíocht ríomhaireachta. Tá nanafeadáin dlite go háirithe taispeáintí cothrom-painéal. Le cabhair ó acu, is féidir leat a laghdú go suntasach an méid de na ríomhaire, chomh maith le ar a fheidhmíocht theicniúil a mhéadú. Beidh trealamh éasca ar arís agus arís eile níos mó ná an teicneolaíocht atá ann faoi láthair. Bunaithe ar na staidéir, is féidir leat a chruthú ard-kinescopes.

Le himeacht ama, beidh na feadáin a úsáid, ní hamháin i leictreonaic, ach freisin ar na hearnálacha sláinte agus fuinneamh.

táirgeadh

feadáin carbóin, tá an táirgeadh a dháileadh idir an dhá chineál de acu, a dháileadh go cothrom. Ie, MWNT tháirgeadh i bhfad níos mó ná SWNT. An dara cineál dhéanamh i gcás éigeandála. gnólachtaí éagsúla a tháirgeadh go leanúnach nanafeadáin carbón. Ach an t-éileamh siad go praiticiúil ná húsáid, mar a chosnaíonn siad ró-ard.

táirgeadh ceannairí

I láthair na huaire, an staid tosaigh i dtáirgeadh nanafeadáin carbón áitiú tíortha na hÁise, cumas táirgthe atá níos airde ná 3 huaire níos airde ná i dtíortha eile san Eoraip agus i Meiriceá. Go háirithe, tá an táirgeadh MWNT mbun tSeapáin. Ach ní raibh tíortha eile, ar nós an Chóiré agus an tSín, ghéill sa táscaire.

Táirgeadh sa Rúis

Tá táirgeadh intíre de nanafeadáin carbón bhfad taobh thiar i dtíortha eile. Go deimhin, braitheann gach rud ar cháilíocht na taighde sa réimse seo. Níl ann leithdháilte go leor airgid le haghaidh forbairt na n-ionad eolaíochta agus teicneolaíochta sa tír. Níl go leor daoine a bhraitheann ar fhorbairt nanaitheicneolaíocht, mar níl a fhios agam conas is féidir é a úsáid i dtionscal. Dá bhrí sin, is é an t-aistriú go dtí Ritheann nua geilleagar rian deacair go leor.

Dá bhrí sin, d'eisigh an t-uachtarán na Rúise foraithne, a leagann amach forbairt na gceantar éagsúla na nanaitheicneolaíochta, lena n-áirítear eilimintí carbóin. Chun na críche sin, cruthaíodh clár forbartha speisialta a mhonarú gcuid féin teicneolaíochtaí. Chuideachta "Nanaitheicneolaíochtaí" Cruthaíodh go raibh gach pointe hordú arna dhéanamh ,. Leithdháileadh A fheidhmiú méid suntasach ó bhuiséad an stáit. Ba í ba chóir a rialú an dearadh, táirgeadh agus cur i bhfeidhm in iarratais tionscail na nanafeadáin carbón. An méid a leithdháileadh ar chaitheamh ar fhorbairt institiúidí taighde éagsúla agus saotharlanna, chomh maith le cabhrú le neartú na héachtaí atá ann cheana féin na n-eolaithe intíre. Chomh maith leis sin, beidh na cistí a úsáid chun trealamh a cheannach ar ardchaighdeán le haghaidh táirgeadh nanafeadáin carbón. Ba cheart a bheith cúramach freisin ar na feistí a chosaint sláinte an duine, ós rud é is cúis leis an t-ábhar ar éagsúlacht na galair.

Mar a luadh cheana, luíonn an fhadhb ar fad in cistí a chruinniú. Ní gá an chuid is mó infheisteoirí ag iarraidh a infheistiú i dtaighde agus i bhforbairt, go háirithe le haghaidh ar feadh i bhfad. Ba mhaith gach gnó a fheiceáil brabús, ach is nana-is féidir dul ar feadh na mblianta. Sin an méid pushes na ionadaithe ó ghnólachtaí beaga agus meánmhéide. Lena chois sin, gan infheistíocht phoiblí ní bheidh tús go hiomlán a tháirgeadh ar nana-ábhair. Fadhb eile is ea an easpa bunús dlí, ós rud é nach bhfuil aon idirghabhálaí idir na céimeanna éagsúla den ghnó. Dá bhrí sin, a tháirgeadh nanafeadáin carbón sa Rúis, nach bhfuil á éileamh, ní bheidh gá le hamháin airgeadais, ach freisin d'infheistíocht mheabhrach. Cé go bhfuil an Chónaidhm na Rúise i bhfad ó thíortha na hÁise a bhfuil le rá i bhforbairt nanaitheicneolaíochta.

Go dtí seo, forbairtí sa tionscal ag gabháil do na ranna cheimiceacha na n-ollscoileanna éagsúla de Moscó, Tambov, St Petersburg, Novosibirsk agus Kazan. Is iad na monaróirí na príomhchúiseanna le nanafeadáin carbón gnólacht "Garnet" agus Tambov plandaí "Komsomolets".

gnéithe dearfacha agus diúltacha

I measc na buntáistí is féidir linn idirdhealú a dhéanamh ar na hairíonna speisialta nanafeadáin carbón. Tá siad ábhar durable, atá faoi nach bhfuil thionchar strus meicniúil scriosta. Lena chois sin, oibríonn siad go maith in lúbthachta agus síneadh. Rinneadh an féidir mar gheall ar an struchtúr dúnta an fhráma. Níl a n-úsáid teoranta d'earnáil amháin. Na feadáin a bheith in úsáid i ngluaisteán, leictreonaic, leigheas agus fuinneamh.

Is míbhuntáiste ollmhór ar an tionchar diúltach ar shláinte an duine. Cáithníní nanafeadáin teacht isteach sa chorp an duine, ina gcúis le siadaí urchóideacha agus ailse.

Is gné riachtanach le maoiniú na hearnála sin. Níl go leor daoine ag iarraidh a infheistiú san eolaíocht, mar is gá duit a lán ama le haghaidh brabúis. Agus gan feidhmiú Ní féidir saotharlanna taighde a fhorbairt ar nanaitheicneolaíocht.

Mar fhocal scoir

nanafeadáin carbón ról mór i dteicneolaíochtaí nuálacha. Thuar go leor saineolaithe an fás tionscal seo sna blianta amach romhainn. Beidh méadú suntasach ar chumas táirgeachta, rud a laghdú costas na n-earraí. Leis an laghdú i bpraghsanna, beidh an feadán a bheith i éileamh an-mhór, agus beidh a bheith ina ábhar irreplaceable do go leor gléasanna agus trealamh.

Mar sin, fuair muid amach cad is na táirgí seo.