کاربرد نانولوله های کربنی در صنعت

در مقاله کاربرد نانولوله های کربنی به طور مختصر درمورد کاربرد نانو لوله کربنی در صنایع مختلف و کاربرد نانولوله کربنی در پزشکی آشنا شدیم در این مقاله به صورت تکمیلی کاربرد نانولوله های کربنی در صنعت می پردازیم.

با کشف و ورود نانولوله های کربنی به صنعت، این نانولوله ها کمک شایانی به صنایع مختلف کردند و باعث بهبود صنایع شدند. ورود نانولوله های کربنی به صنعت، گامی جدید برای پیشرفت در این حوزه است. کاربرد نانولوله های کربنی در صنعت به حدی زیاد است که بررسی و اشاره به همه آنها در چارچوب این مقاله نمیگنجد. نانولوله های کربنی در حوزه های ساختمان، نفت و پتروشیمی، تصفیه آب، الکترونیک و … کاربردهای فراوانی دارند که در ادامه به برخی از آنها اشاره خواهیم کرد.

در حال حاضر، کاربردهای نانولوله های کربنی، تنها به استفاده از حالت بالک نانوتیوب ها محدود شده است. با اینکه خواص حالت بالک آنها هرگز به اندازه یک تک نانولوله نخواهد بود، اما باز هم ویژگی های بسیار مناسبی برای استفاده از صنایع مختلف دارند. لازم به ذکر است که قطر نانولوله ها در حدود یک پنجاه هزارم قطر یک تار موی انسان است.

شما می توانید از خدمات خرید نانولوله های کربنی شرکت تمادکالا با قیمت مناسب استفاده کنید و سفارش خود را ثبت نمایید.

خرید نانولوله کربنی

کاربرد نانولوله های کربنی در صنعت الکترونیک

نانولوله های کربنی بدلیل رسانایی ویزه ای که دارند، کاربرد فراوانی در صنعت الترونیک دارند. رسانایی تمامی نانولوله ها یکسان نیست و آنها بسته به ساختارشان میتوانند نیمه رسانا نیز باشند. مقدار رسانایی نانولوله ها به باند گپ آنها بستگی دارد. رسانایی نانولوله ها در راستای طولی آنهاست.

برای افزایش رسانایی بسیاری از مواد، از نانولوله های کربنی در آنها استفاده میشود. در برخی موارد ممکن است نانولوله های کربنی را صرفا روی سطح آن بنشانند و یا ممکن است به شکل کامپوزیت، آنرا در تمام ساختار وارد کنند. امروزه تلاش های زیادی برای استفاده از نانولوله های کربنی به جای سیمها صورت میگیرد تا اتلاف انرژی الکتریکی به حداقل برسد اما هنوز چالشهای زیادی در این مورد وجود دارد.

خواص نیمه رسانایی آنها، آنها را به گزینه خوبی برای استفاده در چیپ ها و مدارهای مجتمع تبدیل میکند که تحقیقات در این زمینه هنوز ادامه دارد.

نانوتیوب ها به خاطر سطح ویژه زیادی که دارند، قدرت زیادی در جذب و شناسایی گازها و ترکیبات مختلف دارند. همین موضوع آنها را به گزینه مناسبی برای استفاده در سنسور ها تبدیل میکند. نانولوله های کربنی برای شناسایی ترکیبات گازی مانند NOx ها گزینه بسیار مناسبی هستند.

همچنین نانوتیوب های کربنی، میتوانند کمک شایانی به ساخت ترانزیستورهای کوچکتر و افزایش سرعت پردازش کامپیوتر ها بکنند.

الیاف نانولوله های کربنی میتوانند جایگزینی بسیار مناسب برای سیمهای مسی باشند. رسانایی این الیاف چندین برابر سیمهای مسی است و همچنین از نظر مکانیکی نیز بسیار مقاوم هستند.

کاربرد نانوتیوب کربنی در صنعت تصفیه آب و تصفیه هوا

نانوتیوب های کربنی بدلیل سطح ویژه زیادی که دارند و همچنین اندازه حفره داخلیشان، گزینه مناسبی برای فرآیند های تصفیه و فیلتراسیون هستند. نانولوله ها ممکن است به چند شکل مختلف برای فیلتراسیون استفاده شوند. یکی از اینها میتواند مانند شکل زیر باشد:

شکل A: تصویر SEM از یک غشا نانوتیوب کربنی، شکل B: تصویر شماتیک همان غشا نانوتیوب کربنی

همانظور که در تصویر مشاهده میکنید، آرایه ای از نانولوله های کربنی به شکل موازی با یکدیگر قرار میگیرند و تشکیل یک غشا را میدهند. برای استفاده در فرآیند تصفیه، قطر نانولوله های استفاده شده در این فرآیند باید در حد چندنانومتر باشد؛ به گونه ای که اجازه عبور ترکیبات زیستی مانند پروتئینها را ندهند ولی در عین حال، مولکول های آب بتوانند به راحتی از آن عبور کنند.

باوجودی که اندازه حفرات غشا های نانولوله های کربنی بسیار کوچکتر از غشاهای معمولی است، اما نرخ جریان عبوری از آنها، تقریبا برابر با غشا های عادی است. غشاهای نانولوله های کربنی توانایی حذف بسیاری از آلودگی ها مانند باکتری ها، ویروسها، ترکیبات آلی و روغن ها را دارند.

لازم به ذکر است که امروزه سیستم های تجاری شده تصفیه آب مبتنی بر فناوری نانو ساخته شده اند.

فیبرهای در هم تنیده نانوتیوب های کربنی

نانولوله های کربنی، لزومی ندارد که به شکل موازی برای فیلترینگ استفاده شوند. میتوان از آنها مانند شکل بالا استفاده کرد که فیبرها به شکل درهم تنیده قرار دارند.

کاربرد نانولوله های کربنی در صنعت نفت و پتروشیمی

یکی دیگر از کاربرد نانولوله های کربنی در صنعت،  صنعت پتروشیمی است. این نانو لوله ها به عنوان افزودنی به سیمان حفاری افزوده میشوندو نانولوله های کربنی باعث تغییر در مقاومت تراکمی سیمان حفاری میشوند. همچنین استفاده از نانولوله های کربنی به عنوان افزودنی به گل حفاری، یکی دیگر از استفاده های نانولوله های کربنی است که شرکتهای نفتی بزرگی در حال حاضر از آن استفاده میکنند. این نانولوله ها میتوانند ضمن کاهش هرزروی سیال، وزن گل را نیز کنترل میکنند؛ ضمنا این نانو تیوب ها به بهبود پایداری دمایی گل نیز کمک میکنند.

کاربرد نانولوله های کربنی در ساختمان

نانولوله های کربنی بدلیل خواص مکانیکی اب که دارند، در صنعت ساختمان، استفاده زیادی پیدا کرده اند. افزودن نانو لوله های کربنی به سیمان موجب افزایش استحکام کششی و فشاری بتن می شود. از جهت دیگر نانو تیوپ های کربنی یکی از مستحکم ترین مواد بشمار می روند ومی توان در طرح پوشش بتن از این مواد استفاده کرد.

نانولوله های کربنی اضافه شده به سیمان، نمونه ای از کاربرد نانولوله های کربنی در ساختمان

یکی دیگر از این استفاده ها، تولید فیبرهای نانولوله های کربنی است که برای کاربردهای مختلفی می توانند مورد استفاده قرار بگیرند. با ورود این فیبرها درون مصالح ساختمانی، خواص مکانیکی آنها بهبود خواهد یافت. با استفاده از نانولوله های کربنی و تولید کامپوزیتهای مختلف، می توان خواص مصالح ساختمانی را بهبود بخشید.