انواع نانو لوله های کربنی

انواع نانو لوله های کربنی

نانولوله‌ها به دو دسته تک جداره (SWNT) و چند جداره (MWNT) تقسیم می‌شوند،‌ نانو لوله های تک جداره نیز بر حسب آرایش اتم‌های کربنی مقطع لوله به سه دسته مهم دسته صندلی (Armchair) و کایرال( chiral ) که دارای خاصیت فلزی هستند و زیگزاگ (Zigzag) که خاصیت نیمه‌رسانایی دارد، تقسیم می‌شوند.

(n,0)

Zig-Zag

(n,n)

armchair

chiral

نانولوله‌های کربنی تک جداره فقط از کربن و یک ساختارساده (ورقه‌ای از شش ضلعی‌های منظم) تشکیل شده‌اند. برخی پیش‌بینی‌ها حاکی از آن است که تک جداره ها می‌توانند رسانا یا نیمه‌رسانا باشند. این هدایت الکتریکی بالا بستگی به هندسه دقیق اتم‌های کربن دارد. از آغاز کار روی تک جداره ها از آن ها به عنوان یک پدیده تک بعدی نام برده می‌شد تا این که این نظریه مرحله به مرحله پیشرفت کرد. علت علاقه به این نانولوله‌های تک جداره و تلاش برای جایگزین کردن آن ها در صنعت، بر اساس محاسبات نظری و تأثیرات آزمایشگاهی، بر خصوصیات عالی مکانیکی و رسانایی الکتریکی آن ها مانند فلزات می‌باشد. البته تولید نانو لوله های تک جداره دارای هزینه بالایی است و تولید به همراه پایدار کردن خصوصیات آن ها در حین فراوری پلیمر- نانولوله مشکل می‌باشد. هر چند نانولوله‌هایی که با استفاده از تکنیک لانگهوری- بلاجت که شامل حرکاتی افقی و عمودی شبیه نقاشی سنتی ژاپن می‌باشد تولید شده‌اند، علاوه بر این که ثابت نگه داشته می‌شوند- توسط ژلاتین و تشکیل نانوژل کربنی- از لحاظ نوری نیز یکدست و همگن و از لحاظ ساختاری قابل کنترل می‌باشند.

بر عکس در دسترس بودن و تجاری بودن نانولوله‌های کربنی چند جداره باعث شده که پیشرفت‌های بیشتری در این زمینه داشته باشیم تا حدی که محصولاتی در آستانه تجاری‌شدن تولید شده است. به عنوان مثال از نانولوله‌های کربنی چند جداره (جایگزین کربن بلک Carbon-black) در پودرهای رنگ استفاده شده است.

یکی از معایب نانولوله‌های چند جداره نسبت به تک جداره این است که استحکام‌دهی آن ها کمتر می‌باشد زیرا پیوندهای صفحات داخلی ضعیف می‌باشند. اما از آنجا که‌ در حال حاضر کاربردهای نانولوله‌ها در تقویت پلیمرها باعث بهبود خواص گرمایی و الکتریکی می‌شود تا بهبود خواص مکانیکی، کاربرد نانولوله‌های کربنی چند جداره بسیار زیاد می‌باشد. ازطرفی تکنیک‌های موجود نیز برای تولید نانولوله‌های تک جداره به اندازه کافی بازدهی ندارد و خلوص لازم را نیز به همراه نمی آورد. تخلیص این مواد بسیار زحمت‌آور است و در نهایت ممکن است به ساختار نانولوله‌ صدمه نیز بزند.