வேதியியல் கார்பன் நானோகுழாய்கள்

கார்பன் நானோகுழாய்கள்#

கார்பன் நானோகுழாய்கள் (CNTs) என்பது அறுகோண அணிக்கோவையில் அமைக்கப்பட்ட கார்பன் அணுக்களால் ஆன உருளை வடிவ நானோகட்டமைப்புகள் ஆகும். மின்னணுவியல், ஒளியியல் மற்றும் பொருளியல் ஆகிய துறைகளில் பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு அவற்றை வாக்களிக்கும் தனித்துவமான பண்புகளை அவை கொண்டுள்ளன.

கார்பன் நானோகுழாய்களின் பண்புகள்#

கார்பன் நானோகுழாய்கள் (CNTs) என்பது அறுகோண அணிக்கோவையில் அமைக்கப்பட்ட கார்பன் அணுக்களால் ஆன உருளை வடிவ நானோகட்டமைப்புகள் ஆகும். மின்னணுவியல், ஒளியியல் மற்றும் பொருளியல் ஆகிய துறைகளில் பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு அவற்றை வாக்களிக்கும் தனித்துவமான பண்புகளை அவை கொண்டுள்ளன. கார்பன் நானோகுழாய்களின் சில முக்கிய பண்புகள் இங்கே:

கட்டமைப்பு பண்புகள்:#

• குழாய் வடிவ கட்டமைப்பு: CNT களுக்கு பொதுவாக சில நானோமீட்டர்கள் முதல் பத்துக் கணக்கான நானோமீட்டர்கள் வரை விட்டம் கொண்ட குழாய் வடிவ கட்டமைப்பு உள்ளது.
• நீளம்: CNT கள் பல மைக்ரோமீட்டர்கள் நீளமாக இருக்கலாம், மேலும் அதிக விகித விகிதம் (நீளம்-க்கு-விட்டம் விகிதம்) கொண்டவை.
• சமச்சீரின்மை: அறுகோண அணிக்கோவையில் கார்பன் அணுக்களின் அமைப்பின் அடிப்படையில் CNT களை ஆர்ம்சேர், ஜிக்ஜாக் அல்லது சைரல் என வகைப்படுத்தலாம். சமச்சீரின்மை CNT களின் மின்னணு பண்புகளை பாதிக்கிறது.

இயந்திர பண்புகள்:#

• உயர் இழுவிசை வலிமை: CNT களுக்கு அசாதாரணமான இழுவிசை வலிமை உள்ளது, இது அவற்றை அறியப்பட்ட மிகவும் வலிமையான பொருட்களில் ஒன்றாக ஆக்குகிறது. உடைக்காமல் அதிக இயந்திர அழுத்தத்தை அவை தாங்கக்கூடியவை.
• மீள்தன்மை: CNT கள் மிகவும் மீள்தன்மை கொண்டவை மற்றும் நிரந்தர சேதம் இல்லாமல் குறிப்பிடத்தக்க சிதைவுக்கு உட்படுத்தப்படலாம்.
• நெகிழ்வுத்தன்மை: CNT கள் நெகிழ்வானவை மற்றும் உடைக்காமல் வளைக்கப்படலாம் அல்லது முறுக்கப்படலாம்.

மின்சார பண்புகள்:#

• மின் கடத்துத்திறன்: அவற்றின் சமச்சீரின்மையைப் பொறுத்து CNT கள் உலோகம் அல்லது குறைக்கடத்தியாக இருக்கலாம். உலோக CNT கள் அதிக மின் கடத்துத்திறனை வெளிப்படுத்துகின்றன, அதே நேரத்தில் குறைக்கடத்தி CNT களுக்கு இடைவெளி இடைவெளி உள்ளது மற்றும் மின்னணு சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படலாம்.
• குவாண்டம் விளைவுகள்: CNT கள் அவற்றின் சிறிய அளவு மற்றும் குறைந்த பரிமாணத்தன்மை காரணமாக குவாண்டம் விளைவுகளை வெளிப்படுத்துகின்றன. இந்த விளைவுகள் பாலிஸ்டிக் போக்குவரத்து மற்றும் அளவிடப்பட்ட கடத்துத்திறன் போன்ற தனித்துவமான மின்னணு பண்புகளை உருவாக்குகின்றன.

வெப்ப பண்புகள்:#

• உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன்: CNT களுக்கு மிக அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் உள்ளது, இது அவற்றை வெப்பத்தின் திறமையான கடத்திகளாக ஆக்குகிறது.
• வெப்ப நிலைப்புத்தன்மை: CNT கள் அதிக வெப்பநிலையில் நிலையானவை மற்றும் தீவிர வெப்ப நிலைகளைத் தாங்கக்கூடியவை.

ஒளியியல் பண்புகள்:#

• பரந்த ஒளி உறிஞ்சுதல்: CNT கள் புற ஊதா முதல் அகச்சிவப்பு வரையிலான மின்காந்த நிறமாலையின் பரந்த வரம்பில் ஒளியை உறிஞ்சுகின்றன.
• ஒளிர்வு: சில CNT கள் ஒளிர்வை வெளிப்படுத்துகின்றன, குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களின் ஒளியை வெளிப்படுத்தும் போது ஒளியை வெளியிடுகின்றன.

வேதியியல் பண்புகள்:#

• வேதியியல் செயலற்ற தன்மை: CNT கள் வேதியியல் ரீதியாக செயலற்றவை மற்றும் பெரும்பாலான இரசாயனங்கள் மற்றும் கரைப்பான்களுக்கு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டவை.
• செயல்படுத்துதல்: CNT களை அவற்றின் மேற்பரப்பு பண்புகளை மாற்றவும் பிற பொருட்களுடன் அவற்றின் பொருந்தக்கூடிய தன்மையை மேம்படுத்தவும் பல்வேறு வேதியியல் குழுக்களுடன் செயல்படுத்தலாம்.

கார்பன் நானோகுழாய்களின் வகைகள்#

கார்பன் நானோகுழாய்கள் (CNTs) என்பது உருளை வடிவ நானோகட்டமைப்பைக் கொண்ட கார்பனின் அலோட்ரோப்புகள் ஆகும். அவற்றின் அசாதாரண பண்புகள் மற்றும் பல்வேறு துறைகளில் சாத்தியமான பயன்பாடுகள் காரணமாக அவை விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன. அவற்றின் கட்டமைப்பு பண்புகளின் அடிப்படையில் CNT களை மூன்று முக்கிய வகைகளாக வகைப்படுத்தலாம்:

1. ஒற்றை-சுவர் கார்பன் நானோகுழாய்கள் (SWCNTs)#

• SWCNT கள் ஒரு ஒற்றை கிராபீன் தாள் ஒரு தொடர்ச்சியான உருளையாக சுருட்டப்பட்டதைக் கொண்டுள்ளன.
• அவை தோராயமாக 1-2 நானோமீட்டர்கள் விட்டம் கொண்டவை.
• SWCNT கள் குறிப்பிடத்தக்க மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறனை வெளிப்படுத்துகின்றன, இது அவற்றை மின்னணு சாதனங்கள் மற்றும் வெப்ப மேலாண்மை பயன்பாடுகளுக்கு வாக்களிக்கும் வேட்பாளர்களாக ஆக்குகிறது.
• அவை உலோகம் அல்லது குறைக்கடத்தியாக இருக்கலாம், அவற்றின் சமச்சீரின்மையைப் பொறுத்து, இது நானோகுழாயின் அறுகோண அணிக்கோவையில் கார்பன் அணுக்களின் அமைப்பைக் குறிக்கிறது.

2. இரட்டை-சுவர் கார்பன் நானோகுழாய்கள் (DWCNTs)#

• DWCNT கள் ஒரு சிறிய அடுக்கிடை இடைவெளியுடன் இரண்டு ஒருங்கிணைந்த கிராபீன் உருளைகளைக் கொண்டுள்ளன.
• அவை 2-5 நானோமீட்டர்கள் வரம்பில் விட்டம் கொண்டவை.
• DWCNT கள் SWCNT களுடன் ஒப்பிடும்போது மேம்படுத்தப்பட்ட நிலைப்புத்தன்மை மற்றும் இயந்திர வலிமையைக் கொண்டுள்ளன, இது நீடித்துத்தன்மை முக்கியமான பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.
• SWCNT களைப் போலவே, DWCNT களும் அவற்றின் சமச்சீரின்மையின் அடிப்படையில் உலோக அல்லது குறைக்கடத்தி நடத்தையை வெளிப்படுத்தலாம்.

3. பல-சுவர் கார்பன் நானோகுழாய்கள் (MWCNTs)#

• MWCNT கள் பல ஒருங்கிணைந்த கிராபீன் உருளைகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை கூட்டு வடிவத்தில் அமைக்கப்பட்டுள்ளன.
• அவை SWCNT மற்றும் DWCNT களுடன் ஒப்பிடும்போது பெரிய விட்டம் கொண்டவை, பொதுவாக 5-50 நானோமீட்டர்கள் வரம்பில் உள்ளன.
• MWCNT கள் அவற்றின் அதிக மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் சிறந்த இயந்திர பண்புகளுக்கு அறியப்படுகின்றன.
• அவை பொதுவாக கலப்புகள், ஆற்றல் சேமிப்பு சாதனங்கள் மற்றும் பல்வேறு தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

இந்த மூன்று முக்கிய வகைகளுக்கு கூடுதலாக, கார்பன் நானோகுழாய்களின் பிற மாறுபாடுகளும் உள்ளன, அவை:

• டோராய்டல் கார்பன் நானோகுழாய்கள் (TCNTs): இந்த CNT களுக்கு உருளை வடிவத்திற்குப் பதிலாக டோராய்டல் அல்லது வளையம் போன்ற கட்டமைப்பு உள்ளது.
• ஹெலிகல் கார்பன் நானோகுழாய்கள் (HCNs): HCN கள் ஹெலிகல் அல்லது சுழல் கட்டமைப்பை வெளிப்படுத்துகின்றன, இது அவற்றுக்கு தனித்துவமான மின்னணு மற்றும் ஒளியியல் பண்புகளை அளிக்கிறது.
• மூங்கில் கார்பன் நானோகுழாய்கள் (BCNTs): BCNT களுக்கு மூங்கில் போன்ற பிரிவுகள் கொண்ட கட்டமைப்பு உள்ளது, அவற்றின் நீளத்தில் மாற்று குறுகிய மற்றும் பரந்த பிரிவுகளுடன்.

கார்பன் நானோகுழாய்களின் வெவ்வேறு வகைகள் பரந்த அளவிலான பண்புகள் மற்றும் சாத்தியமான பயன்பாடுகளை வழங்குகின்றன, இது அவற்றை மின்னணுவியல், ஆற்றல், பொருளியல் மற்றும் உயிரிதொழில்நுட்பம் உள்ளிட்ட பல்வேறு துறைகளில் ஆராய்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சிக்கு மதிப்புமிக்க பொருட்களாக ஆக்குகிறது.

கார்பன் நானோகுழாய்களின் பயன்பாடுகள்#

கார்பன் நானோகுழாய்கள் (CNTs) என்பது அறுகோண அணிக்கோவையில் அமைக்கப்பட்ட கார்பன் அணுக்களால் ஆன உருளை வடிவ நானோகட்டமைப்புகள் ஆகும். அவை பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளுக்கு அவற்றை வாக்களிக்கும் தனித்துவமான மின், வெப்ப மற்றும் இயந்திர பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. கார்பன் நானோகுழாய்களின் சில முக்கிய பயன்பாடுகள் இங்கே:

மின்னணுவியல்#

• டிரான்சிஸ்டர்கள்: மின்னணு சுற்றுகளின் அடிப்படை கட்டுமானத் தொகுதிகளான டிரான்சிஸ்டர்களை உருவாக்க CNT கள் பயன்படுத்தப்படலாம். CNT டிரான்சிஸ்டர்கள் பாரம்பரிய சிலிக்கான் டிரான்சிஸ்டர்களை விட சிறியவை, வேகமானவை மற்றும் ஆற்றல் திறன் கொண்டவை, இது அவற்றை உயர் செயல்திறன் கொண்ட மின்னணு சாதனங்களில் பயன்படுத்த ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

• காட்சிகள்: உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட காட்சிகளை உருவாக்க CNT கள் பயன்படுத்தப்படலாம். CNT காட்சிகள் பாரம்பரிய LCD காட்சிகளை விட பிரகாசமானவை, மிகவும் நெகிழ்வானவை மற்றும் ஆற்றல் திறன் கொண்டவை, இது அவற்றை ஸ்மார்ட்போன்கள், டேப்லெட்டுகள் மற்றும் பிற சிறிய சாதனங்களில் பயன்படுத்த ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

• பேட்டரிகள்: உயர் திறன் கொண்ட பேட்டரிகளை உருவாக்க CNT கள் பயன்படுத்தப்படலாம். CNT பேட்டரிகள் பாரம்பரிய பேட்டரிகளை விட இலகுவானவை, சிறியவை மற்றும் சக்திவாய்ந்தவை, இது அவற்றை மின்சார வாகனங்கள், லேப்டாப்கள் மற்றும் பிற சிறிய சாதனங்களில் பயன்படுத்த ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

ஆற்றல்#

• சூரிய மின்கலங்கள்: பாரம்பரிய சிலிக்கான் சூரிய மின்கலங்களை விட அதிக திறன் கொண்ட சூரிய மின்கலங்களை உருவாக்க CNT கள் பயன்படுத்தப்படலாம். CNT சூரிய மின்கலங்கள் மிகவும் நெகிழ்வானவை மற்றும் இலகுவானவை, இது அவற்றை சிறிய சாதனங்கள் மற்றும் தொலைதூர இடங்களில் பயன்படுத்த ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

• எரிபொருள் மின்கலங்கள்: பாரம்பரிய எரிபொருள் மின்கலங்களை விட அதிக திறன் மற்றும் நீடித்துத்தன்மை கொண்ட எரிபொருள் மின்கலங்களை உருவாக்க CNT கள் பயன்படுத்தப்படலாம். CNT எரிபொருள் மின்கலங்கள் மிகவும் கச்சிதமானவை மற்றும் இலகுவானவை, இது அவற்றை சிறிய சாதனங்கள் மற்றும் வாகனங்களில் பயன்படுத்த ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

• சூப்பர்கேபாசிட்டர்கள்: பாரம்பரிய மின்தேக்கிகளை விட அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்ட சூப்பர்கேபாசிட்டர்களை உருவாக்க CNT கள் பயன்படுத்தப்படலாம். CNT சூப்பர்கேபாசிட்டர்கள் மிகவும் நீடித்தவை மற்றும் நீண்ட ஆயுட்காலம் கொண்டவை, இது அவற்றை ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளில் பயன்படுத்த ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

பொருட்கள்#

• கலப்புகள்: CNT கள் கலப்பு பொருட்களில் அவற்றின் வலிமை, விறைப்புத்தன்மை மற்றும் மின் கடத்துத்திறனை மேம்படுத்த சேர்க்கப்படலாம். CNT கலப்புகள் வாகன பாகங்கள், விளையாட்டு பொருட்கள் மற்றும் விண்வெளி கூறுகள் உள்ளிட்ட பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

• பூச்சுகள்: பாரம்பரிய பூச்சுகளை விட வலிமையான, மிகவும் நீடித்த மற்றும் மிகவும் கடத்துத்திறன் கொண்ட பூச்சுகளை உருவாக்க CNT கள் பயன்படுத்தப்படலாம். CNT பூச்சுகள் அரிப்பு பாதுகாப்பு, EMI கவசம் மற்றும் வெப்ப மேலாண்மை உள்ளிட்ட பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

• சவ்வுகள்: பாரம்பரிய சவ்வுகளை விட அதிக தேர்ந்தெடுக்கும் மற்றும் ஊடுருவக்கூடிய சவ்வுகளை உருவாக்க CNT கள் பயன்படுத்தப்படலாம். CNT சவ்வுகள் நீர் சுத்திகரிப்பு, வாயு பிரிப்பு மற்றும் எரிபொருள் மின்கலங்கள் உள்ளிட்ட பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

உயிரியல் மருத்துவம்#

• மருந்து வழங்கல்: உடலில் உள்ள குறிப்பிட்ட செல்கள் அல்லது திசுக்களுக்கு மருந்துகளை வழங்க CNT கள் பயன்படுத்தப்படலாம். CNT களை செல்களின் மேற்பரப்பில் உள்ள குறிப்பிட்ட ஏற்பிகளுடன் பிணைக்கும் இலக்கு லிகண்டுகளுடன் செயல்படுத்தலாம். இது இலக்கு மருந்து வழங்கலை அனுமதிக்கிறது, இது மருந்துகளின் செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம் மற்றும் பக்க விளைவுகளைக் குறைக்கலாம்.

• திசுப் பொறியியல்: திசுப் பொறியியலுக்கான சாரக்கட்டுகளை உருவாக்க CNT கள் பயன்படுத்தப்படலாம். CNT சாரக்கட்டுகள் செல் வளர்ச்சி மற்றும் வேறுபாட்டிற்கு ஆதரவான சூழலை வழங்குகின்றன, மேலும் குறிப்பிட்ட செல்லுலர் பதில்களை ஊக்குவிக்க உயிரியல் செயலில் உள்ள மூலக்கூறுகளுடன் செயல்படுத்தப்படலாம்.

• உயிரியல் உணரிகள்: குறிப்பிட்ட உயிரியல் குறிப்பான்களுக்கு மிகவும் உணர்திறன் மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கும் உயிரியல் உணரிகளை உருவாக்க CNT கள் பயன்படுத்தப்படலாம். CNT உயிரியல் உணரிகள் நோய்களின் ஆரம்ப கண்டறிதல், மருந்து சிகிச்சை கண்காணிப்பு மற்றும் புள்ளி-பராமரிப்பு நோயறிதலுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

இவை கார்பன் நானோகுழாய்களின் பல சாத்தியமான பயன்பாடுகளில் சிலவற்றை மட்டுமே குறிக்கின்றன. ஆராய்ச்சி தொடர்ந்து கொண்டிருக்கும் போது, CNT களுக்கான புதிய மற்றும் புதுமையான பயன்பாடுகள் எப்போதும் கண்டுபிடிக்கப்படுகின்றன.

கார்பன் நானோகுழாய்களின் நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள்#

கார்பன் நானோகுழாய்களின் நன்மைகள்#

கார்பன் நானோகுழாய்கள் (CNTs) என்பது கார்பன் அணுக்களால் ஆன உருளை வடிவ நானோகட்டமைப்புகள் ஆகும். பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளுக்கு அவற்றை வாக்களிக்கும் பல தனித்துவமான பண்புகளை அவை கொண்டுள்ளன.

1. உயர் வலிமை மற்றும் விறைப்புத்தன்மை

CNT கள் அறியப்பட்ட மிகவும் வலிமையான மற்றும் விறைப்பான பொருட்களில் ஒன்றாகும். அவை எஃகை விட 100 மடங்கு வரை இழுவிசை வலிமை மற்றும் எஃகை விட 1,000 மடங்கு வரை யங் மாடுலஸ் கொண்டவை. இது அவற்றை விண்வெளி, வாகன மற்றும் விளையாட்டு உபகரணங்கள் போன்ற உயர் வலிமை மற்றும் விறைப்புத்தன்மை தேவைப்படும் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்த ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

2. குறைந்த அடர்த்தி

CNT கள் மிகவும் இலகுவானவை, எஃகின் அடர்த்தியில் சுமார் 1/6 பங்கு மட்டுமே கொண்டவை. இது அவற்றை விண்வெளி மற்றும் வாகன பயன்பாடுகள் போன்ற எடை கவலைக்குரிய பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்த ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

3. உயர் மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன்

CNT கள் மின்சாரம் மற்றும் வெப்பத்தின் சிறந்த கடத்திகள் ஆகும். இது அவற்றை டிரான்சிஸ்டர்கள், சூரிய மின்கலங்கள் மற்றும் பேட்டரிகள் போன்ற மின்னணு சாதனங்களில் பயன்படுத்த ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

4. வேதியியல் நிலைப்புத்தன்மை

CNT கள் மிகவும் வேதியியல் ரீதியாக நிலையானவை, அதாவது அவை அரிப்பு மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றத்தை எதிர்க்கும். இது அவற்றை இரசாயன ஆலைகள் மற்றும் எண்ணெய் சுத்திகரிப்பு நிலையங்கள் போன்ற கடுமையான சூழல்களில் பயன்படுத்த ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

5. உயிரியல் பொருந்தக்கூடிய தன்மை

CNT கள் உயிரியல் பொருந்தக்கூடியவை, அதாவது அவை உயிரினங்களுக்கு தீங்கு விளைவிப்பதில்லை. இது அவற்றை மருந்து வழங்கல் மற்றும் திசுப் பொறியியல் போன்ற மருத்துவ பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்த ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

கார்பன் நானோகுழாய்களின் தீமைகள்#

பல நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், CNT களுக்கு சில தீமைகளும் உள்ளன.

1. அதிக விலை

CNT கள் இன்னும் உற்பத்தி செய்ய ஒப்பீட்டளவில் விலை உயர்ந்தவை, இது சில பயன்பாடுகளில் அவற்றின் பயன்பாட்டை கட்டுப்படுத்துகிறது.

2. நச்சுத்தன்மை

சில CNT கள் உயிரினங்களுக்கு நச்சுத்தன்மை கொண்டவையாக இருக்கலாம், குறிப்பாக அவை உள்ளிழுக்கப்பட்டால் அல்லது விழுங்கப்பட்டால். மனித வெளிப்பாடு சாத்தியமான மருத்துவ பயன்பாடுகள் மற்றும் பிற பயன்பாடுகளில் CNT களின் பாதுகாப்பான பயன்பாட்டிற்கு இது ஒரு கவலையாக உள்ளது.

3. சுற்றுச்சூழல் தாக்கம்

CNT களின் உற்பத்தி சுற்றுச்சூழலில் எதிர்மறையான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தலாம், குறிப்பாக அது ஆபத்தான இரசாயனங்களின் பயன்பாட்டை உள்ளடக்கியிருந்தால். CNT களின் நிலையான பயன்பாட்டிற்கு இது ஒரு கவலையாக உள்ளது.

4. கையாள்வதில் சிரமம்

CNT கள் மிகவும் சிறியவை மற்றும் இலகுவானவை, இது அவற்றை கையாளவும் செயலாக்கவும் கடினமாக்கலாம். CNT அடிப்படையிலான பொருட்கள் மற்றும் சாதனங்களின் உற்பத்திக்கு இது ஒரு சவாலாக உள்ளது.

CNT கள் பரந்த அளவிலான சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு வாக்களிக்கும் புதிய பொருளாகும். இருப்பினும், எந்தவொரு பயன்பாட்டிலும் அவற்றைப் பயன்படுத்துவதற்கு முன் CNT களின் நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் இரண்டையும் அறிந்து கொள்வது முக்கியம்.

கார்பன் நானோகுழாய்கள் கேள்வி பதில்கள்#

கார்பன் நானோகுழாய்கள் என்றால் என்ன?#

கார்பன் நானோகுழாய்கள் (CNTs) என்பது கார்பன் அணுக்களால் ஆன உருளை வடிவ நானோகட்டமைப்புகள் ஆகும். அவை அசாதாரண வலிமை, மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறனை அவற்றுக்கு வழங்கும் ஒரு தனித்துவமான கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளன. CNT கள் பொதுவாக வேதியியல் ஆவி படிவு (CVD) அல்லது ஆர்க் டிஸ்சார்ஜ் மூலம் தொகுக்கப்படுகின்றன.

கார்பன் நானோகுழாய்களின் வெவ்வேறு வகைகள் என்ன?#

கார்பன் நானோகுழாய்களின் மூன்று முக்கிய வகைகள் உள்ளன:

• ஒற்றை-சுவர் கார்பன் நானோகுழாய்கள் (SWCNTs): SWCNT கள் அறுகோண அணிக்கோவையில் அமைக்கப்பட்ட கார்பன் அணுக்களின் ஒற்றை அடுக்கைக் கொண்டுள்ளன. அவை மிகவும் வலிமையான மற்றும் அதிக கடத்துத்திறன் கொண்ட CNT வகையாகும்.
• இரட்டை-சுவர் கார்பன் நானோகுழாய்கள் (DWCNTs): DWCNT கள் கார்பன் அணுக்களின் இரண்டு ஒருங்கிணைந்த அடுக்குகளைக் கொண்டுள்ளன. அவை SWCNT களை விட குறைந்த வலிமை மற்றும் கடத்துத்திறன் கொண்டவை, ஆனால் அவை மிகவும் நிலையானவை.
• பல-சுவர் கார்பன் நானோகுழாய்கள் (MWCNTs): MWCNT கள் கார்பன் அணுக்களின் பல ஒருங்கிணைந்த அடுக்குகளைக் கொண்டுள்ளன. அவை மிகவும் பலவீனமான மற்றும் குறைந்த கடத்துத்திறன் கொண்ட CNT வகையாகும், ஆனால் அவை மிகவும் பொதுவானவை.

கார்பன் நானோகுழாய்களின் பண்புகள் என்ன?#

கார்பன் நானோகுழாய்கள் பல தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை:

• வலிமை: CNT கள் மனிதனுக்குத் தெரிந்த மிகவும் வலிமையான பொருளாகும். அவை எஃகை விட 100 மடங்கு வலிமையானவை மற்றும் 63 கிகாபாஸ்கல்கள் (GPa) வரை சக்திகளைத் தாங்கக்கூடியவை.
• மின் கடத்துத்திறன்: CNT கள் மின்சாரத்தின் சிறந்த கடத்திகள் ஆகும். அவை 106 சீமென்ஸ் ஒரு மீட்டருக்கு (S/m) வரை கடத்துத்திறன் கொண்டவை, இது செம்புடன் ஒப்பிடத்தக்கது.
• வெப்ப கடத்துத்திறன்: CNT கள் வெப்பத்தின் சிறந்த கடத்திகளாகும். அவை 6,600 வாட்கள் ஒரு மீட்டர்-கெல்வினுக்கு (W/m-K) வரை வெப்ப கடத்துத்திறன் கொண்டவை, இது செம்பை விட 10 மடங்கு அதிகம்.
• நெகிழ்வுத்தன்மை: CNT கள் மிகவும் நெகிழ்வானவை மற்றும் உடைக்காமல் பல்வேறு வடிவங்களாக வளைக்கப்படலாம்.
• உயிரியல் பொருந்தக்கூடிய தன்மை: CNT கள் உயிரியல் பொருந்தக்கூடியவை மற்றும் மருத்துவ பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படலாம்.

கார்பன் நானோகுழாய்களின் பயன்பாடுகள் என்ன?#

கார்பன் நானோகுழாய்கள் பரந்த அளவிலான சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை:

• மின்னணுவியல்: CNT கள் டிரான்சிஸ்டர்கள், ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் மற்றும் சூரிய மின்கலங்கள் போன்ற மின்னணு சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படலாம்.
• ஆற்றல் சேமிப்பு: CNT கள் பேட்டரிகள் மற்றும் சூப்பர்கேபாசிட்டர்களில் பயன்படுத்தப்படலாம்.
• கட்டமைப்பு பொருட்கள்: CNT கள் கலப்பு பொருட்களை வலுப்படுத்த பயன்படுத்தப்படலாம், அவற்றை வலிமையானதாகவும் இலகுவானதாகவும் ஆக்குகின்றன.
• மருத்துவ பயன்பாடுகள்: CNT கள் மருந்து வழங்கல், திசுப் பொறியியல் மற்றும் உயிரியல் உணர்தலில் பயன்படுத்தப்படலாம்.
• நீர் சுத்திகரிப்பு: CNT கள் நீரில் இருந்து மாசுபடுத்திகளை அகற்ற ப