Что такое углеродные нанотрубки?
Углеродные нанотрубки бывают как многостенными так и одностенными, и для лучшего понимания посмотрите на Рис.2 [3].
Рис. 2 Типы углеродных нанотрубок: а) многостенные нанотрубки (4-х стенные); b) одностенные наотрубки; c) многостенные нанотрубки [3].
Сейчас уже умеют выращивать "лес нанотрубок" Рис. 3:
Рис. 3 "Лес нанотрубок".
История исследований
Впервые углеродные волокна очень маленького диаметра (меньше чем 10 нм) были получены в 70-x, 80-х гг. 20-го века. В настоящее время углеродные волокна синтезируются разложением углеводородов в газовой фазе при высоких температурах на поверхности металлических катализаторов [4]. Однако первое детальное исследование нанотрубок появилось только в 1991 г. в Японии [3], в котором был применён просвечивающий электронный микроскоп высокого разрешения (High-Resolution Transmission Electron Microscopy), также независимо от них российские исследователи сообщили в 1992 г. о пучках нанотрубок [5,6]. Большое внимание к исследованиям нанотрубок привлекла работа, проведённая в университете Райса [7]. В ней была выдвинута мысль, что трубки могут быть похожи на фуллерены. И как говорится, понеслось. Все старались получить нанотрубки как можно меньшего диаметра. При этом многие исследователи придерживались идеи, что тонкие одностенные нанотрубки продемонстрируют уникальные электрофизические свойства. В 1993 г. были впервые получены одностенные углеродные нанотрубки (до этого все нанотрубки были многостенными). Это открытие крайне важно с точки зрения фундаментальной науки, так как одностенные углеродные нанотрубки обладают упорядоченной структурой и их проще изучать.
Вероятные области применения
Применять углеродные нанотрубки можно в качестве: сверхпрочных нитей, композитных материалов, нанопроводов, прозрачных проводящих поверхностей, топливных элементов, капсул для хранения и переноса веществ. Одностенные нанотрубки можно использовать в качестве сенсоров токсичных и парниковых газов.Можно запилить трос для космического лифта: нанотрубки, теоретически, могут держать огромный вес — до тонны на квадратный миллиметр. Отмечаю, что это вероятные области применения!
И пару слов почему мы этого не видим на практике. Это дорого, так как однородные свойства нанотрубок получить сложно. И до настоящего времени никто не получил нанотрубок длиннее пары сантиметров.
Если вам интересно, могу рассказать как получают эти самые "наши нанотрубки". Если есть вопросы - спрашивайте отвечу.
С вами был @boltyn. Не забывайте подписываться, вас ждёт ещё много удивительного.
- Dresselhaus, Mildred S., Dresselhaus, Gene, Avouris, Phaedon. Carbon Nanotubes - Synthesis, Structure, Properties and Applications. Springer 2001.
- M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, R. Saito, Carbon 33, 883–891(1995)
- S. Iijima, Nature (London) 354, 56 (1991)
- M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, P. C. Eklund, Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes (Academic, San Diego 1996).
5.Z. Ya. Kosakovskaya, L. A. Chernozatonski˘i, E. A. Fedorov, JETP Lett. (Pis’ma Zh. Eksp. Teor.) 56, 26 (1992) - E. G. Gal’pern, I. V. Stankevich, A. L. Christyakov, L. A. Chernozatonski˘i,JETP Lett. (Pis’ma Zh. Eksp. Teor.) 55, 483 (1992)
- G. G. Tibbetts, J Cryst. Growth 66, 632–638 (1984).