Karbon Nanoborular (CNTs) Nədir?

Karbon nanoboruları (CNTs) bir qatlı karbon atomlarının (qrafen) bükülmüş təbəqələrindən ibarət silindrik molekullardır. Onlar diametri 1 nanometrdən (nm) az olan təkdivarlı (SWCNT) və ya diametrləri 100 nm-dən çox olan bir neçə eyni mərkəzli şəkildə bir-birinin içinə keçmiş nanoborulardan ibarət çoxdivarlı (MWCNT) ola bilər. Onların uzunluğu bir neçə mikrometr və hətta millimetrə qədər çata bilər.

Başlanğıc maddəsi olan qrafen kimi, Karbon nanoborular da kimyəvi molekulyar qarşılıqlı əlaqənin son dərəcə güclü forması olan sp2 bağları ilə bağlanır.

Bu xüsusiyyət karbon nanoborucuqlarının Van Der Waals qüvvələri vasitəsilə bir-birinə bağlanmasına təbii meyli ilə birləşərək, yüksək keçirici elektrik və istilik xüsusiyyətlərinə malik ultra yüksək möhkəmlikli, aşağı çəkili materiallar əldə etmək imkanı verir. Bu, onları çoxsaylı tətbiqlər üçün olduqca cəlbedici edir.

Karbon nanoborular necə hazırlanır?

Hal-hazırda nanoborularin (CNT-s) istehsalı üçün üç əsas üsul mövcuddur: qövs(arc) boşalması, qrafitin lazer ablasiyası və kimyəvi buxar çökməsi (Chemical Vapor Deposition-CVD).

İlk iki prosesdə qrafit elektriklə və ya lazer vasitəsilə yandırılır və qaz fazasında inkişaf edən nanoborular ayrılır. Hər üç üsul katalizator kimi metalların (məsələn, dəmir, kobalt, nikel) istifadəsini tələb edir.

CVD prosesi

CVD prosesi hazırda ən geniş istifadə edilən üsuldur, çünki o, daha asan idarə olunan şəraitdə və daha aşağı qiymətə, daha böyük miqdarda karbon nanoborularin istehsalına imkan verir. CVD prosesində istehsalçılar bir metal katalizatoru (məsələn, dəmir) karbon tərkibli reaksiya qazları ilə (məsələn, asetilen) birləşdirərək katalizatorda yüksək temperaturlu sobanın içərisində karbon nanoborucuqları yarada bilərlər.

CVD prosesi sırf katalitik və ya plazma ilə dəstəklənən ola bilər. Plazma ilə dəstəklənən metod (PECVD) (200-500°C) katalitik prosesdən (750°C-ə qədər) bir qədər aşağı temperatur tələb edir və 'çəmən kimi' karbon nanoborucuqlar yaratmağı hədəfləyir.