چالش‌های تولید نانولوله‌های کربنی

تکنیک‌های تولید نانولوله‌های کربنی، نسبتاً بالغ‌تر بوده و هرساله، چندین تن از این مواد تولید می‌شود.

کد خبر: ۱۲۰۱۹۶۹

تاریخ: ۲۱ دی ۱۳۹۴ - ۱۱:۰۵

به گزارش خبرگزاری دانا، همه می‌دانیم که گرافن یک ماده شگفت‌انگیز جدید است که ضخامت آن تنها به اندازه یک اتم بوده و در عین حال بسیار قدرتمند، سبک و شفاف بوده و در انتقال گرما و برق بسیار عالی است. در آینده، تمامی ادوات و تجهیزات از ذراتی درست می‌شوند که یک صدهزارم کوچک‌تر از قطر یک تارموی انسان هستند به عبارت کوتاه، آینده متعلق به فناوری‌ نانو است.

در حالی که تمام نگاه‌ها به گرافن دوبعدی دوخته شده است، نانولوله‌های‌ کربنی (CNTs) مدت‌ زمان بیشتری است که کشف شده‌اند محققان از اوایل دهه 1990 میلادی به طور فعالانه در زمینه نانولوله‌های کربنی تحقیق می‌کنند. در نتیجه، تکنیک‌های تولید CNTs، نسبتاً بالغ‌تر بوده و هرساله چندین تن از این مواد تولید می‌شود این در حالی است که هنوز هم تولید گرافن باکیفیت و در مقیاس زیاد، بسیار دشوار است. اما این پایان کار نیست و علی‌رغم اینکه پیشرفت‌های حاصل شده در ظرفیت تولید، قابل توجه است اما برای اینکه بتوان از پتانسیل کامل نانولوله‌های کربنی بهره‌برداری کرد، چالش‌های زیادی باید رفع شود.

اغلب کاربردهای مهندسی شده به موادی نیاز دارند که از نانولوله‌های کربنی چندگانه ساخته شده و درحقیقت در این زمینه نیز مشکلاتی وجود دارد. در حالی که یک نانوذره به تنهایی تمامی خواص شگفت‌انگیز را داراست، استفاده همزمان از آن‌ها بدون دقت در مهندسی ارتباط بینشان، ممکن است باعث از دست رفتن اثرات ویژه آن‌ها شود. در حقیقت، خواص مکانیکی و الکتریکی مجموعه‌ای از نانوذرات در مقایسه با یک نانوذره جداگانه، به طور قابل‌ توجهی کاهش می‌یابد.

آنچه که در ساخت نانولوله‌های کربنی باید بدانیم این است که چطور ساختار آن‌ها را درست کرده و به نحوی سازماندهی کنیم که هنگامی که در یک قطعه به کار می‌بریم، خواصشان حفظ شود.

یکی دیگر از چالش‌های تولید نانولوله‌های کربنی، تولید انبوه آن‌هاست. در حال حاضر بیشتر تولیدات نانولوله‌های کربنی، با استفاده از تکنیک‌های تولیدی موجود انجام می‌شود که این امر هرگونه کنترل ساختاری نانوذرات را غیرممکن ساخته و خواص آن‌ها را با محدودیت مواجه می‌سازد. با توسعه فناوری‌های جدیدی که به ما اجازه می‌دهند ادواتی بسازیم که دربرگیرنده نانوذراتی باشند که به خوبی سازماندهی شده‌اند ما قادریم به بهبود‌های گسترده‌ای در عملکرد آن‌ها دست یافته و کاربردهای جدیدی را برای آن‌ها ایجاد کنیم.