وبلاگ

:
نانولوله های كربنی برای اولین بار در سال 1991 مشاهده شدند. با توجه به خصوصیات منحصر به
فرد كه گسترة وسیعی از خواص مكانیكی، فیزیكی، حرارتی، الكتریكی و زیستی را در بر می گیرد توجه
بسیاری از دانشمندان به این مواد جلب شد و متعاقب آن كاربردهای وسیعی در ساخت انواع كامپوزیت
ها، حسگرهای مكانیكی و شیمیایی، حافظه های كامپیوتری و الكترود باتری های قابل شارژ برای این
گروه از مواد یافته شد.
این ماده به عنوان مستحكمترین و در عین حال انعطافپذیرترین ماده در زمین شناخته میشود و
این موضوع به دلیل استحكام كششی و مدول یانگ آن است. با توجه به استحكام ویژه بسیار بالای این
ماده كه از نسبت استحكام به وزن آن حاصل میشود، خصوصیات منحصر به فرد نانولولههای كربنی در

مقایسه با سایر مواد ساخته شده به دست بشر مشخص میگردد.
در فصل اول به بررسی ساختار، گونه های مختلف و نحوة شناسایی نانولوله های كربنی پرداخته شده
است.
در فصل دوم روش های گوناگون تولید نانولوله های كربنی كه شامل روش های مبتنی بر كاتالیست و
روش های غیر كاتالیستی است پرداخته شده است.
در فصل سوم خواص ویژه و منحصر به فرد این مواد كه منجر به پیدایش كاربردهای بسیار گسترده و
نوینی گردیده است مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت در فصل چهارم كاربردهای این مواد ذكر گردیده
است.

كلیات

كربن با توجه به تنوع نوع، استحكام و تعداد پیوندهایی كه میتواند در شبكة كریستالی ایجاد نماید و نیز با توجه به تفاوت پیوندها دارای ساختارهایی با خواص كاملاً متفاوت است. . الماس دارای ساختار 1 كربن در حالت جامد دارای سه ساختار متفاوت است. گرافیت، الماس و فولرین كریستالی تتراهدرال است و در این ساختار هر اتم كربن با چهار اتم كربن دیگر پیوند ایجاد نموده است. شبكه كریستالی الماس سختی خاصی به آن میدهد و این ماده به عنوان سختترین ماده در طبیعت شناخته میشود. این ماده دارای هدایت حرارتی بسیار بالایی است، به گونهای كه هدایت حرارتی آن پنج برابر مس است و به دلیل عدم وجود الكترون آزاد در ساختار عایق جریان الكتریسیته بوده و مادهای شفاف است. ساختار گرافیت از صفحات كربنی تشكیل شده است كه می تواند از روی هم قرار گرفتن صفحات كربنی ساختار هگزاگونال را به وجود آورد. به دلیل هندسة متفاوت پیوندهای كربن در ساختار گرافیت نسبت به الماس، گرافیت مادهای نرم، دارای خاصیت لغزش، مات و رسانای جریان الكتریسیته است. در مقایسه با الماس، در ساختار گرافیت هر اتم كربن تنها با سه اتم كربن دیگر پیوند برقرار مینماید و به همین دلیل الكترونهای آزاد به راحتی میتوانند در ساختار گرافیت حركت نمایند. فولرین سومین ساختاری است كه اتمهای كربن میتوانند به وجود آورند و شامل ساختارهایی به شكل كره یا سیلندر است [1]. این ساختارها مجموعه هایی از اتمهای كربن به شكل خوشههای بستة قفس شكل بوده و ویژگیهای منحصر به فرد بسیاری دارند كه در هیچ یک از تركیبهای قبلی دیده نشده است.