Was sind die verschiedenen Arten von Kohlenstoffnanoröhren?
strukturell
strukturell existieren zwei grundlegende Arten von Kohlenstoffnanoröhren (CNTs)-einwandige Nanoröhren (SWNT) und mehrwandige Nanoröhren (MWNT)-aber die Anordnung von Kohlenstoffatomgruppen in diesen Strukturen variiert auch. Carbon-Nanoröhren sind im Wesentlichen aufgerollte Graphitblätter, die auf einer Reihe von ineinandergreifenden, hexagonalen Sechs-Kohlenstoff-Atombindungen basieren. Diese Bindungen können in einer von drei Konfigurationen angeordnet werden: Zick-Zack, wo sie sich in einem linearen Muster über die Länge der zylindrischen Nanoröhrenwand abwechseln; Sessel, wo die Struktur eine Ansammlung gerader Linien von Bindungen ist; und chiral, wo die Bindungen linear zu einem linken oder rechten Winkel der Länge des Rohrs driften.
Innerhalb dieser grundlegenden Klasse von Strukturen variieren auch Kohlenstoffnanoröhrchen durch geraden Zylinder oder in irgendeiner Weise verzerrt oder verzweigt. Zusätzliche Formen, die erstellt wurden, umfassen die Nanoröhre mit einer darauf gebundenen Kohlenstoff -Buckyball -Kugel, bekannt als Nanobud.und nanoröhrenstapelgestapelte Nanoröhren, die eine Reihe konkaver, diskförmiger Strukturen sind, die in Rohrform ausgerichtet sind. Torus oder Donut-förmige Nanoröhrenstrukturen wurden ebenfalls hergestellt und haben hohe magnetische Momenteigenschaften, die sie als leistungsstarke Sensoren nützlich machen würden.
Die Struktur von Kohlenstoffnanoröhren bestimmt auch ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften, in denen Sessel-Nanoröhren hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit immer metallisch sind, und Zick-Zack- und chirale Formen sind halbleitend. Die sechs Kohlenstoffbindungen, die die hexagonale Grundstruktur eines Kohlenstoffnanoröhrchens ausmachen, sind in starken molekularen, kovalenten Bindungen etwa 0,14 Nanometer voneinander entfernt. Diese gerollten Graphitblätter sind dann in mehrwandigen Nanoröhren aneinander gebunden, die im Wesentlichen Zylinder innerhalb von Zylinder sind, durch schwache Van der Waals-Kräfte in einem Abstand von etwa 0,34 Nanometern zwischen den Zylinderwänden. Dieser schwache molekulare BonD ermöglicht es den Graphitblattstrukturen, gegeneinander zu rutschen, wodurch es einfach ist, Graphit in Anwendungen abzureiben, z. B. wenn ein Bleistift gegen Papier gedrückt wird.
Andere Arten von Kohlenstoffnanoröhren umfassen extreme Kohlenstoffnanoröhren, die einfach Variationen des natürlichen Designs sind, bei denen sie sehr lang, kurz oder dünn sind. Sie haben Anwendungen im Bau von Kabel 20- bis 100 -mal stärker als Stahl für einen Raumaufzug und für künstliche Muskeln, die in einem Temperaturbereich von -321 ° bis 2.800 ° Fahrenheit (-196 ° bis 1.538 ° Celsius) betrieben werden können. Einige extreme Nanoröhrfilme sind auch in der Lage, Infrarotwellenlängen des Lichts zu erfassen, die als schwarze Körperstrahlung oder Wärmestrahlung bekannt sind. Dies würde sie in Solarzellen nützlich machen, die diese Wärme nachts in den Weltraum in den Weltraum erfassen könntenOnale Solarzellen.