کاربن nanotubes: پیداوار، استعمال، خصوصیات

توانائی جو انسانی زندگی میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے ایک اہم صنعت ہے. کسی ملک کی توانائی کی ریاست کی صنعت میں بہت سے سائنسدانوں کے کام پر منحصر ہے. آج، وہ کے لئے تلاش کر رہے ہیں متبادل توانائی کے ذرائع. ان مقاصد کے لئے، وہ کچھ بھی استعمال کرنے کے لئے سورج کی روشنی اور پانی سے فضائی طاقت کے ساتھ مکمل کرنے کو تیار ہیں. سامان ماحول سے توانائی پیدا کرنے کے قابل ہے کہ، بہت زیادہ تعریف کی ہے.

مجموعی جائزہ

کاربن nanotubes - ایک سلنڈر کی شکل کے ساتھ ایک طویل رولڈ گریفائٹ طیارے. عام طور پر، ان کی موٹائی طویل کئی سینٹی میٹر نینومیٹر کے کئی دسیوں پہنچ جاتا ہے. nanotube کے اختتام پر fullerene میں سے ایک حصہ ہے جس میں ایک کروی سر بناتا ہے.

دھاتی اور semiconducting: کاربن nanotubes کی کچھ اقسام ہیں. بنیادی فرق موجودہ چالکتا ہے. صرف بلند درجہ حرارت پر - پہلی قسم 0 ° C کے درجہ حرارت میں موجودہ منظم کر سکتے ہیں، اور دوسری.

کاربن nanotubes: خواص

ایسے عملی کیمیا یا نینو ٹیکنالوجی کے طور پر سب سے زیادہ جدید رجحانات، ایک کاربن کنکال ساخت ہے جس نانوٹوباس سے منسلک. یہ کیا ہے؟ اس ڈھانچے کے تحت بڑے انووں، باہم صرف کاربن ایٹم ہیں جس سے مراد. کاربن nanotubes بند شیل فارم کی خصوصیات پر مبنی ہیں، جو انتہائی قابل قدر ہیں. مزید برآں، کے اعداد و شمار کی تشکیل سلنڈر شکل کے ہیں. اس طرح ٹیوبیں ایک مخصوص عمل انگیز سے بڑھ گریفائٹ کی چادریں رولنگ، یا تو کی طرف سے تیار کیا جا سکتا ہے. کاربن nanotubes، جس کی تصاویر ذیل میں دکھایا جاتا ہے، ایک غیر معمولی ساخت ہے. سنگل لیئر اور ملٹی پرت، براہ راست اور لہردار: وہ مختلف سائز اور سائز میں آتے ہیں. نانوٹوباس بہت نازک ہیں اس حقیقت کے باوجود، وہ مضبوط ترین مواد ہے. اس کے نتیجے کے طور پر، بہت سے مطالعے کہ وہ اس طرح کے طور پر tensile اور flexural طاقت موروثی خصوصیات کو ہو پایا ہے. شدید میکانی کشیدگی کی کارروائی کے تحت، عناصر کی جلدی نہیں ہے اور نہ توڑو، یہ ہے کہ، مختلف voltages کے لئے ایڈجسٹ کر سکتے ہیں.

وینکتتا

ایک سے زیادہ تحقیقات کے نتیجے کے طور پر، یہ محسوس کیا گیا کاربن nanotubes ایسبیسٹس ریشہ، یعنی مہلک ٹیومر کی ایک قسم کے ہونے کے ساتھ ساتھ پھیپھڑوں کے کینسر کے طور پر ایک ہی مسائل کا سبب بن سکتا ہے. ایسبسٹاس کے منفی اثر و رسوخ کی ڈگری اس کے ریشوں کی قسم اور موٹائی پر منحصر ہے. کاربن nanotubes ایک چھوٹا سا وزن اور سائز ہے کیونکہ، وہ آسانی سے جسم ایک دوسرے کے ساتھ ہوا کے ساتھ درج کریں. اس کے علاوہ، وہ pleura میں گر اور سینے میں شامل ہیں، اور آخر میں پیچیدگیوں کی ایک قسم کی وجہ سے. سائنسدانوں نے ایک تجربہ کیا اور چوہوں ذرات nanotubes سے خوراک میں شامل کیا. چھوٹے ویاس کی مصنوعات تقریبا جسم میں رہنے نہیں کیا، لیکن وسیع تر - پیٹ کی دیواروں میں کھودا اور مختلف بیماریوں کا سبب بن.

تیاری کے طریقوں

تاریخ کرنے کے لئے، کاربن nanotubes آرک چارج، ablation کے، وانپ جمع کی پیداوار کے لئے مندرجہ ذیل طریقے ہیں.

الیکٹرک مادہ. کے ہیلیم سے جلنے والی برقی چارج، کے پلازما میں (کاربن nanotubes اس مضمون میں بیان کر رہے ہیں) تیاری. اس طرح کے عمل fullerenes کی پیداوار کے لئے خصوصی تکنیکی آلات استعمال کرتے ہوئے اپنے فن کا مظاہرہ کیا جا سکتا ہے. لیکن دوسری آرک طریقوں اس طریقہ کار میں استعمال کیا جاتا ہے. مثال کے طور پر موجودہ کثافت میں کمی واقع ہوتی ہے، اور کیتھوڈیس بڑی موٹائی استعمال کیا. ہیلیم کا ماحول پیدا کرنے کے لئے اس عنصر کے دباؤ کو بلند کرنے کے لئے ضروری ہے. کاربن nanotubes چھڑکاو کی طرف سے حاصل کی. ان کی تعداد میں اضافہ ہوا ہے، آپ کو ایک گریفائٹ چھڑی اتپریرک میں داخل ہونا ضروری ہے. زیادہ تر مقدمات میں، دھات کے مختلف گروپوں کا ایک مرکب. اس کے علاوہ، دباؤ اور سپٹرانگ طریقہ کار میں تبدیلی نہیں ہے. اس طرح، ایک کیتھوڈ گولی، اور جن میں کاربن nanotubes سے بنائے گئے ہیں. ختم مصنوعات کیتھوڈ سے perpendicularly بڑھتا ہوا اور بنڈل میں جمع کر رہے ہیں. انہوں نے 40 microns کی لمبائی ہے.

Ablyasatsiya. اس طرح ایک طریقہ رچرڈ Smalley کی طرف سے ایجاد کیا گیا تھا. اس کے جوہر اعلی درجہ حرارت پر کام کر، ایک ری ایکٹر میں ہے کہ مختلف کے vaporize گریفائٹ سطح اس حقیقت میں مضمر ہے. کاربن nanotubes ری ایکٹر کے نچلے حصے میں گریفائٹ کے وانپیکرن کی طرف سے بنائے گئے ہیں. کولنگ اور ان کو جمع کر کے ایک کولنگ سطح کے اسباب کی طرف سے جگہ لیتا ہے. پہلی صورت میں عناصر کی تعداد 60 فیصد کے برابر ہے، پھر 10 فیصد اضافہ ہوا یہ طریقہ شخصیت میں ہے. لیزر absolyatsii طریقہ کار کی لاگت تمام دوسروں سے زیادہ مہنگی ہے. عام طور پر، ایک پوری دیواریں نانوٹوباس ردعمل درجہ حرارت میں تبدیلی کرتے ہوئے تیار کیا.

گیس کے مرحلے سے جمع. کاربن بخارات جمع طریقہ دیر 50s میں ایجاد کیا گیا. لیکن کوئی بھی سوچ سکتا ہے کہ اس کا مطلب ہے کی طرف سے کاربن nanotubes حاصل کرنے کے لئے ممکن ہے. تو، سب سے پہلے آپ کو اتپریرک کی سطح تیار کرنے کی ضرورت ہے. یہ مختلف دھاتیں، جیسے، کوبالٹ، نکل اور دوسروں کی باریک ذرات ہو سکتا ہے کے طور پر. نانوٹوباس اتپریرک پرت سے ابھر کر سامنے آئے شروع کر رہے ہیں. ان کی موٹائی دھات catalyzing کے سائز پر منحصر ہے. سطح کی ایک اعلی درجہ حرارت پر گرم کیا جاتا ہے، اور پھر گیس پر مشتمل کاربن کی فراہمی ہے. ان میں، - ..، میتھین، atsetelen، اتینال، وغیرہ مزید عمل گیس کے طور پر امونیا ہے. یہ پیداوار کے طریقہ کار سب سے زیادہ عام نانوٹوباس ہے. عمل خود تاکہ کم پیسے ٹیوب کی ایک بڑی تعداد کی پیداوار کے لئے خرچ کیا جاتا ہے، مختلف صنعتی اداروں میں جگہ لیتا ہے. اس طریقہ کار کی ایک اور فائدہ یہ ہے کہ عمودی ممبروں کہ اتپریرک کے طور پر کام کسی بھی دھات کے ذرات سے حاصل کی جا سکتی ہے. (کاربن nanotubes تمام فریقوں پر بیان کر رہے ہیں) کی تیاری سوآمی Iijima، کاربن کی ترکیب کا ایک نتیجہ کے طور پر ان کے ظہور کے لئے خوردبین کے تحت مشاہدہ کیا جو تحقیق کی بدولت ممکن بنا دیا.

کی بنیادی اقسام

کاربن کے عناصر تہوں کی تعداد کے مطابق درجہ بندی کر رہے ہیں. سادہ ترین قسم - واحد پوری دیواریں کاربن nanotubes. ان میں سے ہر ایک کے بارے میں 1 ینیم کی موٹائی ہے، اور ان کی لمبائی میں بہت زیادہ ہو سکتی ہے. ہم ساخت پر غور کریں تو، مصنوعات کی ایک hexagonal گرڈ کا استعمال کرتے ہوئے گریفائٹ لفاف کی طرح لگتا ہے. اس کے اقمات میں کاربن واقع. اس طرح، ٹیوب کوئی seams ہے جس میں ایک سلنڈر شکل، ہے. اوپری حصے fullerene سالموں پر مشتمل lids کے آلات بند کر دیتا ہے.

اگلا دیکھیں - multiwall کاربن nanotubes. وہ ایک سلنڈر کی شکل میں سجا دیئے جاتے ہیں کہ گریفائٹ کی کئی تہوں پر مشتمل ہوتے ہیں. فاصلے therebetween 0.34 ینیم پر برقرار رکھا جاتا ہے. اس قسم کی ساخت کے دو طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے بیان کیا جاتا ہے. ایک روسی گڑیا کی طرح لگ رہا ہے کہ چند اندرونی واحد دیوار پائپ - سب سے پہلے، کثیر ٹیوب پر. ایک سیکنڈ میں، کثیر دیواروں نانوٹوباس ایک جوڑ اخبار کی طرح ہے جو اپنے ارد گرد کئی بار لپیٹا جاتا ہے جس گریفائٹ شیٹ، ہیں.

کاربن nanotubes: ایپلی کیشنز

اشیا nanomaterials کی کلاس کے نئے برانڈ کی رکن ہیں. جیسا کہ پہلے ذکر، وہ گریفائٹ یا ہیرے کی خصوصیات سے مختلف ہے جس میں ایک لوت ڈھانچہ ہے. یہ اس وجہ سے دیگر مواد کے مقابلے میں زیادہ کثرت سے استعمال کیا جاتا ہے.

tensile طاقت، flexural طاقت، چالکتا جیسی خصوصیات کی وجہ سے، بہت سے علاقوں میں استعمال کیا جاتا ہے:

• پولیمر کرنے additives کے طور پر؛
• روشنی کے علاوہ آلات، کے ساتھ ساتھ ٹیلی مواصلات کے نیٹ ورکس میں فلیٹ پینل نمائشیں اور ہینڈ سیٹس کے لئے اتپریرک؛
• برقی مقناطیسی لہروں کی ایک absorber کے طور پر؛
• بجلی کی تبادلوں؛
• مختلف بیٹری کی اقسام میں anodes؛
• ہائیڈروجن کی سٹوریج؛
• سینسر اور سندارتر کی پیداوار؛
• کمپوجٹ پیداوار اور ان کی ساخت اور خصوصیات میں سے پروردن.

بہت سے سال، کاربن nanotubes کے لئے، جس کے استعمال، کسی خاص صنعت تک محدود نہیں ہے سائنسی تحقیق میں استعمال کیا. بڑے پیمانے پر پیداوار کے ساتھ مسائل ہیں کے طور پر اس طرح کے مواد، مارکیٹ میں ایک کمزور پوزیشن ہے. ایک اور اہم نقطہ مادہ ایک گرام فی 120 ڈالر ہے جس میں کاربن nanotubes کے اعلی قیمت، ہے.

انہوں نے کئی کھیل کے سامان بنانے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے جس میں بہت سے کمپوجٹ، کی پیداوار کے لئے ایک بنیادی عنصر کے طور پر استعمال کر رہے ہیں. ایک اور صنعت -avtomobilestroenie. آرٹ میں کاربن nanotubes سے Functionalization پولیمر conductive خصوصیات فراہم کرنا کم ہے.

nanotubes سے تھرمل چالکتا کے گتانک کافی زیادہ ہے، تاکہ وہ مختلف بڑے پیمانے پر سامان کے لئے ایک کولنگ آلہ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے. اس کے علاوہ وہ ٹوپیاں تحقیقات کے پائپ کے ساتھ منسلک کر رہے ہیں کہ بنا دیا ہے.

سب سے اہم شاخ ایپلی کیشنز کمپیوٹر ٹیکنالوجی شامل ہیں. وجہ نانوٹوباس خاص طور پر فلیٹ پینل دکھاتا ہے. ان کی مدد کے ساتھ، آپ کو نمایاں طور پر کمپیوٹر کے سائز کو کم کر سکتے ہیں، کے ساتھ ساتھ اس کے تکنیکی کارکردگی میں اضافہ کرنے کے لئے. تیار سامان موجودہ ٹیکنالوجی کے مقابلے میں کئی گنا زیادہ ہو جائے گا. ان جائزوں کی بنیاد پر، آپ کو اعلی kinescopes بنا سکتے ہیں.

وقت گزرنے کے ساتھ، نلیاں نہ صرف الیکٹرونکس میں صحت اور توانائی کے شعبوں استعمال کیا جائے گا، لیکن یہ بھی.

پیداوار

کاربن ٹیوبیں، جس کی پیداوار ان میں سے دو قسم کے درمیان تقسیم کیا گیا ہے، یکساں طور پر تقسیم کیا. یعنی MWNT SWNT سے کہیں زیادہ پیدا کرتے ہیں. ہنگامی صورت حال میں کرو کی دوسری قسم. مختلف فرموں مسلسل کاربن nanotubes پیدا. لیکن مانگ وہ عملی طور پر وہ بہت زیادہ لاگت آئے، کیونکہ استعمال نہیں کرتے.

رہنماؤں پیداوار

موجودہ وقت میں، کاربن nanotubes کی پیداوار میں اہم پوزیشن ایشیائی ممالک، مقبوضہ پیداواری صلاحیت یورپ اور امریکہ کے دیگر ممالک کے مقابلے میں زیادہ سے زیادہ 3 گنا زیادہ ہے. خاص طور پر، MWNT کی پیداوار جاپان میں مصروف ہے. لیکن ایسے کوریا اور چین، کے طور پر دیگر ممالک سے اس کے اشارے میں تسلیم نہیں کیا.

روس میں پیداوار

کاربن nanotubes کے گھریلو پیداوار اب تک دیگر ممالک سے پیچھے ہے. اصل میں، ہر چیز کو اس علاقے میں تحقیق کے معیار پر منحصر ہے. وہاں ملک میں سائنس اور ٹیکنالوجی کے مراکز کی ترقی کے لئے کافی فنڈز مختص نہیں ہے. بہت سے لوگ، نینو ٹیکنالوجی کی ترقی کو خبر نہیں ہے میں نہیں جانتا کیونکہ یہ صنعت میں استعمال کیا جا سکتا ہے کہ کس طرح. لہذا، ایک نیا معیشت پگڈنڈی رنز پر منتقلی بہت مشکل ہے.

لہذا، روسی صدر کاربن عناصر سمیت نینو ٹیکنالوجی کے مختلف علاقوں کی ترقی کے باہر کا تعین کرتا ہے جس میں ایک فرمان جاری. اس مقصد کے لئے ایک خصوصی ترقیاتی پروگرام بنایا گیا تھا ان کی اپنی تیاری کے لیے ٹیکنالوجی. کمپنی "نینو ٹیکنالوجی جو" پیدا تاکہ حکم کی تمام پوائنٹس کئے گئے تھے کیا گیا تھا ،. اس کے کام کاج ریاستی بجٹ سے ایک قابل ذکر رقم مختص کر دی گئی. یہ کاربن nanotubes کے صنعتی ایپلی کیشنز میں ڈیزائن، پیداوار اور عمل کو کنٹرول کرنا چاہئے جو وہ تھا. رقم مختلف تحقیقی اداروں اور لیبارٹریوں کی ترقی پر خرچ کرنے کے لئے، کے ساتھ ساتھ گھریلو سائنسدانوں کی موجودہ کامیابیوں کو مضبوط بنانے میں مدد ملے مختص. اس کے علاوہ، ان فنڈز کاربن nanotubes کی پیداوار کے لئے اعلی معیار کے سامان کی خریداری کے لئے استعمال کیا جائے گا. یہ بھی مادی بیماریوں کی ایک قسم کا سبب بنتا ہے کے بعد سے، انسانی صحت کی حفاظت کریں گے کہ ان آلات کا خیال رکھنا چاہئے.

جیسا کہ پہلے ذکر، پورے مسئلہ فنڈ جمع کرنے میں مضمر ہے. سب سے زیادہ سرمایہ کاروں کو خاص طور پر ایک طویل وقت کے لئے، تحقیق اور ترقی میں سرمایہ کاری کرنے کے لئے نہیں کرنا چاہتے. تمام کاروبار ایک منافع کو دیکھنے کے لئے چاہتے ہیں، لیکن سال کے لئے نینو سکتے جاؤ. یہ چھوٹے اور درمیانے درجے کے کاروباروں کے نمائندوں پر زور دے رہی ہے. اس کے علاوہ، عوامی سرمایہ کاری کے بغیر مکمل طور پر nanomaterials کی پیداوار شروع نہیں کرے گا. کاروبار کے مختلف مراحل کے درمیان کوئی ثالث نہیں ہے کے بعد سے ایک اور مسئلہ، قانونی بنیاد کی کمی ہے. لہذا، جس کا دعوی نہیں ہے کہ روس میں کاربن nanotube پیداوار،، صرف مالی، بلکہ ذہنی سرمایہ کاری کا نہ ضرورت ہوتی ہے. روسی فیڈریشن ایشیائی ممالک سے دور ہے جبکہ نینو ٹیکنالوجی کی ترقی میں قیادت کر رہے ہیں.

تاریخ کرنے کے لئے، صنعت میں ترقی ماسکو، تیمبوو، سینٹ پیٹرز برگ، برسک اور قازان کی مختلف یونیورسٹیوں کے کیمیائی محکموں میں مصروف. کاربن nanotubes کی معروف مینوفیکچررز "گارنےٹ" اور تیمبوو پلانٹ "Komsomolets" فرم ہے.

مثبت اور منفی پہلوؤں

فوائد کے علاوہ ہم کاربن nanotubes کے خاص خصوصیات کو ممتاز کر سکتے ہیں. انہوں میکانی کشیدگی کے اثر و رسوخ کو تباہ کر دیا نہیں کیا گیا ہے کے تحت ہے جو ایک پائیدار مواد، ہیں. اس کے علاوہ، وہ موڑنے اور ھیںچ میں اچھی طرح کام کرتے ہیں. یہ فریم کے بند کی ساخت کی وجہ سے ممکن ہوا تھا. ان کے استعمال سے ایک شعبے تک محدود نہیں ہے. نلیاں آٹوموٹو، الیکٹرانکس، ادویات اور توانائی میں استعمال کیا گیا ہے.

بھاری واپسی انسانی صحت پر منفی اثر ہے. انسانی جسم میں داخل ہونے کے ذرات نانوٹوباس، مہلک ٹیومر اور کینسر کو جنم دے.

ایک اہم پہلو اس شعبے کی فنانسنگ ہے. بہت سے لوگ آپ کو منافع کے لئے وقت کی ایک بہت کی ضرورت ہے، جیسا کہ سائنس میں سرمایہ کاری کرنے کے لئے نہیں کرنا چاہتے. اور کسی کام کاج کے بغیر ریسرچ لیبارٹریز نےنو کی ترقی نہیں ہو سکتا.

اختتام

کاربن nanotubes جدید ٹیکنالوجیز میں ایک اہم کردار ادا. بہت سے ماہرین نے آنے والے سالوں میں اس صنعت کی ترقی کی پیشن گوئی. اشیا کی قیمت کم ہو جائے گا جس کی پیداواری صلاحیت میں نمایاں اضافہ ہو جائے گا. قیمتوں میں کمی کے ساتھ، ٹیوب بڑی مانگ میں ہو جائے گا، اور بہت سے آلات اور سامان کے لئے ایک irreplaceable مواد بن جائے گا.

لہذا، ہم ان کی مصنوعات کی تشکیل پتہ چلا.