Углеродные нанотрубки

Сентябрь 14, 2022

Главная
Физика
Углеродные нанотрубки

Содержание

2. НАНООБЪЕКТЫ НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДА – НАНОТРУБКИ Углеродная нанотрубка (англ. сarbon nanotube) – цилиндрическая молекула, состоящая из
3. НАНООБЪЕКТЫ НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДА – НАНОТРУБКИ Нанотрубки бывают однослойными и многослойными. Многослойные нанотрубки представляют собой несколько
4. СВОЙСТВА НАНОТРУБКИ Нанотрубки обладают уникальными электрическими, магнитными и оптическими свойствами. Они могут быть как проводниками, так
5. МОДИФИКАЦИЯ НАНОТРУБОК Модификация нанотрубок выполняется за счёт линейного или объёмного введения различных атомов в межплоскостное расстояние
6. Применение нанотрубок Благодаря таким характеристикам, как прочность, изгиб, проводимость, используются во многих областях: в качестве добавок
7. Применение нанотрубок в строительстве Исследователи уделяют также много внимания взаимодействию бетона с углеродными нанотрубками. Добавка небольшого
8. Нюансы применения нанотрубок в строительстве Применение углеродных нанотрубок в качестве наполнителя того или иного материала имеет
9. Зарубежные работы Интересную работу проводят ученые из Горно-технологической школы Южной Дакоты, разрабатывающие биогерметик бетона на основе
10. Зарубежные работы Самокомпактирующийся бетон, не требующий вибрационного воздействия для консолидации состава. Его использование значительно уменьшает энергетические
11. Положительные стороны нанотрубок Среди достоинств можно выделить особые свойства углеродных нанотрубок. Они являются прочным материалом, который
12. Недостатки нанотрубок Огромным недостатком является негативное воздействие на здоровье человека. Частички нанотрубок, попадая в организм человека,
14. Скачать презентацию

Слайд 2

НАНООБЪЕКТЫ НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДА – НАНОТРУБКИ
Углеродная нанотрубка (англ. сarbon nanotube)

– цилиндрическая молекула, состоящая из одних лишь атомов углерода. Имеет диаметр около 1 нанометра и длину от одного до сотен микрометров. Внешне выглядит как свернутая в цилиндр графитовая плоскость. Впервые обнаружена Сумио Ииджимой (корпорация NEC) в 1991 г. как побочный продукт синтеза фуллерена С60.

Слайд 3

НАНООБЪЕКТЫ НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДА – НАНОТРУБКИ
Нанотрубки бывают однослойными и многослойными.
Многослойные

нанотрубки представляют собой несколько однослойных нанотрубок, вложенных одна в другую, Расстояние между слоями равно 0,34 нм, то есть такое же, как и между слоями в кристаллическом графите
Основная классификация нанотрубок проводится по способу сворачивания графитовой плоскости.
Различают прямые (ахиральные) нанотрубки и спиральные (хиральные) нанотрубки.

Слайд 4

СВОЙСТВА НАНОТРУБКИ
Нанотрубки обладают уникальными электрическими, магнитными и оптическими свойствами.
Они могут

быть как проводниками, так и полупроводниками.
Нанотрубки на порядок прочнее стали.

Способ получения нанотрубок:
термическое распыление графитовых электродов в плазме дугового разряда.
Свойства нанотрубок:
легкий и пористый материал, состоящий из многослойных нанотрубок со средним диаметром 20 нм и длиной около 10 мкм.
Стоимость нанотрубок:
один грамм стоит 120 долларов США.

Слайд 5

МОДИФИКАЦИЯ НАНОТРУБОК
Модификация нанотрубок выполняется за счёт линейного или объёмного введения различных

атомов в межплоскостное расстояние – 0,34 нм., как с внешней так и с внутренней стороны поверхности нанотрубки.
Получают различные нанотрубки, например, металлизированные.

Слайд 6

Применение нанотрубок
Благодаря таким характеристикам, как прочность, изгиб, проводимость, используются во многих

областях:
в качестве добавок к полимерам;
катализатором для осветительных устройств, а также плоских дисплеев и трубок в телекоммуникационных сетях;
в качестве поглотителя электромагнитных волн;
для преобразования энергии; изготовления анодов в различных видах батареек;
хранения водорода; изготовления датчиков и конденсаторов;
производства композитов и усиления их структуры и свойств.

Слайд 7

Применение нанотрубок в строительстве
Исследователи уделяют также много внимания взаимодействию бетона с

углеродными нанотрубками. Добавка небольшого количества (~ 1 вес. %) окисленных многослойных углеродных нанотрубок к традиционным маркам, например портландцементу, приводит к значительному улучшению прочности материала на сжатие (+ 25 Н/мм2) и изгибной прочности (+ 8 Н/мм2).

Слайд 8

Нюансы применения нанотрубок в строительстве
Применение углеродных нанотрубок в качестве наполнителя того или

иного материала имеет один важный недостаток: нанотрубки «любят» слипаться за счет взаимодействия графеновых листов, образуя крупные кластеры, что приводит в итоге к потере когезии с материалом-носителем. Поэтому для достижения высоких характеристик композиционного материала необходимо проводить дополнительные процедуры с целью разделения и однородной дисперсии нанотрубок. Один из обнаруженных на сегодня способов – предварительное смешивание углеродных нанотрубок с гуммиарабиком, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы подобрать оптимальный состав такого композита.

Слайд 9

Зарубежные работы
Интересную работу проводят ученые из Горно-технологической школы Южной Дакоты, разрабатывающие

биогерметик бетона на основе карбоната кальция, произведенного генетически модифицированными почвенными бактериями. Полученный материал будут использовать в качестве уплотнителя, препятствующего также зарождению и распространению трещин. Предварительные результаты показывают, что существует прямая зависимость между прочностью модифицированного бетона и концентрацией выращенных микроорганизмов в нем. Сейчас уже можно говорить о целом направлении в современном материаловедении – создании самозалечивающихся материалов. Так, в Университете Иллинойса, США, создан ряд полимерных композиционных материалов, содержащих нанокапсулы, раскрывающиеся на границе трещины и останавливающие ее развитие.

Слайд 10

Зарубежные работы
Самокомпактирующийся бетон, не требующий вибрационного воздействия для консолидации состава. Его

использование значительно уменьшает энергетические и трудовые расходы. Исходный материал, содержащий высокодисперсные наночастицы поликарбоксилата, ведет себя как густая жидкость при небольшом соотношении цемент-вода. При высыхании набухающие частицы пластификатора препятствуют образованию пустот и трещин. Самокомпактирующийся бетон обладает еще одним важным преимуществом. Обычный пластифицированный бетон медленно схватывается в зимнее время, что приводит к необходимости дополнительной парообработки конструкций. Наночастицы поликарбоксилата значительно уменьшают количество используемой воды и время засыхания материала, делая необязательной стадию парообработки.

Слайд 11

Положительные стороны нанотрубок
Среди достоинств можно выделить особые свойства углеродных нанотрубок. Они

являются прочным материалом, который под действием механических воздействий не разрушается. Кроме того, они хорошо работают на изгиб и растяжения. Это стало возможным благодаря замкнутой каркасной структуре.
Их применение не ограничивается одной отраслью. Трубки нашли применение в автомобилестроении, электронике, медицине и энергетике. Огромным недостатком является негативное воздействие на здоровье человека.

Слайд 12

Недостатки нанотрубок
Огромным недостатком является негативное воздействие на здоровье человека.
Частички нанотрубок, попадая

в организм человека, приводят к возникновению злокачественных опухолей и рака.

Углеродные нанотрубки

Содержание

НАНООБЪЕКТЫ НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДА – НАНОТРУБКИ Углеродная нанотрубка (англ. сarbon nanotube)

НАНООБЪЕКТЫ НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДА – НАНОТРУБКИНанотрубки бывают однослойными и многослойными. Многослойные

СВОЙСТВА НАНОТРУБКИНанотрубки обладают уникальными электрическими, магнитными и оптическими свойствами. Они могут

МОДИФИКАЦИЯ НАНОТРУБОКМодификация нанотрубок выполняется за счёт линейного или объёмного введения различных

Применение нанотрубокБлагодаря таким характеристикам, как прочность, изгиб, проводимость, используются во многих

Применение нанотрубок в строительствеИсследователи уделяют также много внимания взаимодействию бетона с

Нюансы применения нанотрубок в строительствеПрименение углеродных нанотрубок в качестве наполнителя того или

Зарубежные работыИнтересную работу проводят ученые из Горно-технологической школы Южной Дакоты, разрабатывающие

Зарубежные работыСамокомпактирующийся бетон, не требующий вибрационного воздействия для консолидации состава. Его

Положительные стороны нанотрубокСреди достоинств можно выделить особые свойства углеродных нанотрубок. Они

Недостатки нанотрубокОгромным недостатком является негативное воздействие на здоровье человека.Частички нанотрубок, попадая

Похожие презентации