คุณสมบัติที่โดดเด่นของท่อนาโนคาร์บอน
เหตุผลที่ท่อนาโนคาร์บอนได้รับความสนใจอย่างมากก็คือพวกเขามีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่น่าอัศจรรย์:
ความแข็งแรงเชิงกลที่สูงมาก:ความต้านทานแรงดึงเชิงทฤษฎีสามารถเข้าถึงได้ 100 เท่าของเหล็กในขณะที่ความหนาแน่นเพียง 1/6 ของเหล็ก .}
การนำไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม:คุณสมบัติทางไฟฟ้าของท่อนาโนคาร์บอนบางตัวนั้นเหนือกว่าของทองแดงและสามารถจัดการความหนาแน่นกระแสสูงมาก .
การนำความร้อนที่ยอดเยี่ยม:ค่าการนำความร้อนตามแนวแกนนั้นเหนือกว่าของโลหะส่วนใหญ่ทำให้เหมาะสำหรับใช้เป็นวัสดุการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ .
พื้นที่ผิวที่มีขนาดใหญ่มาก:พื้นที่ผิวของท่อนาโนคาร์บอนเดี่ยวสามารถเกิน 1,000 ตารางเมตรทำให้มันเป็นผู้ให้บริการการดูดซับและตัวเร่งปฏิกิริยาในอุดมคติ .
วิธีการเตรียมท่อนาโนคาร์บอน
ในปัจจุบันวิธีการหลักสำหรับการผลิตอุตสาหกรรมของท่อนาโนคาร์บอน ได้แก่ :
วิธีการปลดปล่อยส่วนโค้ง:ด้วยการใช้อาร์คไฟฟ้าแรงสูงในการระเหยกลายเป็นไอมันเหมาะสำหรับการเตรียมท่อนาโนคาร์บอนหลายผนังคุณภาพสูง แต่เอาต์พุตค่อนข้างต่ำ .}
การสะสมไอสารเคมี (CVD):วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการสลายตัวของก๊าซที่มีคาร์บอนบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อปลูกท่อนาโนคาร์บอน . ปัจจุบันเป็นวิธีการผลิตอุตสาหกรรมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด .
วิธีการระเหยด้วยเลเซอร์: โดยใช้เลเซอร์พลังงานสูงเพื่อทิ้งระเบิดเป้าหมายกราไฟท์สามารถผลิตท่อนาโนคาร์บอนที่มีความบริสุทธิ์สูงได้ แต่ค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง .}
การประยุกต์ใช้ท่อนาโนคาร์บอน
1. วัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูง
ในสาขาต่าง ๆ เช่นการบินและอวกาศและการผลิตยานยนต์ท่อนาโนคาร์บอนใช้เป็นวัสดุเสริมความแข็งแรงความแข็งแรงความเหนียวและคุณสมบัติที่มีน้ำหนักเบาของวัสดุคอมโพสิต . เช่นวัสดุพอลิเมอร์
2. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์
ท่อนาโนคาร์บอนสามารถใช้ในการผลิตทรานซิสเตอร์ประสิทธิภาพสูงจอแสดงผลที่ยืดหยุ่นและเซ็นเซอร์ . เนื่องจากคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์ของท่อนาโนคาร์บอนบางตัวคาดว่าจะกลายเป็นวัสดุหลักสำหรับชิปรุ่นต่อไป
3. การจัดเก็บพลังงานและการแปลง
ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคาร์บอนท่อนาโนคาร์บอนเป็นสารเติมแต่งนำไฟฟ้าสามารถเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าและวัฏจักรของขั้วไฟฟ้า . นอกจากนี้พวกเขายังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ดีใน supercapacitors เซลล์เชื้อเพลิงและเซลล์แสงอาทิตย์ .}}}}
4. แอปพลิเคชันชีวการแพทย์
ท่อนาโนคาร์บอนสามารถใช้สำหรับการส่งมอบยาเป้าหมายการถ่ายภาพทางชีวภาพและการซ่อมแซมเส้นประสาท . ตัวอย่างเช่นท่อนาโนคาร์บอนที่ใช้งานได้สามารถพกพายาต้านมะเร็งได้โดยตรงไปยังไซต์เนื้องอกเพิ่มประสิทธิภาพการรักษาในขณะที่ลดผลข้างเคียง .}}}
สถานะตลาดและแนวโน้มการพัฒนา
ตลาดท่อนาโนคาร์บอนทั่วโลกกำลังเติบโตอย่างรวดเร็วด้วยขนาดตลาดที่คาดการณ์ไว้เกินกว่า 50 พันล้านดอลลาร์สหรัฐโดย 2030. ปัจจุบันตัวแทนนำไฟฟ้าแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นพื้นที่แอปพลิเคชันที่ใหญ่ที่สุดและในอนาคตความต้องการเซมิคอนดักเตอร์, การบิน
ความท้าทายและโอกาสในอนาคต
แม้ว่าท่อนาโนคาร์บอนจะมีอนาคตที่มีแนวโน้ม แต่พวกเขายังคงเผชิญกับความท้าทายบางอย่างเช่นการควบคุมต้นทุนสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ปัญหาการกระจายตัวและการประเมินความปลอดภัยระยะยาว . ในอนาคตด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการเตรียมการ {nanotubes คาร์บอน