Nanotrubky-Carbon Nano Tubes (CNT)

Typ MWCNT-Typ SWCNT-Typ DWCNT

Uhlíkové nanotrubice

Uhlíkové nanotrubice jsou objekty, které postupně provedou revoluci v technologickém vývoji materiálů a technologiích. Jedná se o čtvrtou allotropickou formu uhlíku - uhlíkové nanotrubice (rovněž molekuly, které se sestávají pouze z atomů uhlíku). Uhlíkové nanotrubice lze považovat za protažené fullerenty. Jejich fyzikální vlastnosti (mechanické, elektronické, tepelné, optické) jsou o hodně lepší než u obvykle používaných dosavadních materiálů, které postupně nanotrubky nahradí.

První zpráva o existenci koncentrických mnohostěnných uhlíkových nanotrubic MWCNT byla uveřejněna v roce 1991 (Sumio Lijima). MWCNT byly izolovány jako vedlejší produkt při tvorbě uhlíkových fullerenů. Skutečný vědecký průlom a objev nastal v roce 1993 kdy byly izolovány jednostěnné uhlíkové nanotrubice SWCNT, které jsou tvořené z jedné bezešvé stěny atomů uhlíku. MWCNT lze tedy považovat za soubor koncentrických SWCNT o různých průměrech, které mají podobu válců uvnitř válců. SWCNT představují skutečné nano objekty, které mají specifické vlastnosti a chování. 

Posledním objevem byly syntetizovány dvojstěnné uhlíkové nanotrubice DWCNT. Tyto přechodné struktury mají nejlepší materiálové vlastnosti a v budoucnu v závislosti na klesající ceně nahradí v aplikacích MWCNT a SWCNT. 

Terminologie

MWCNT (CMWNT) - mnohostěnné uhlíkové nanotrubice - nejlevnější forma nanotrubek pro běžné aplikace

SWCNT (CSWNT) - jednostěnné uhlíkové nanotrubice - drahá forma nanotrubek - speciální aplikace

DWCNT (CDWNT) - dvojstěnné uhlíkové nanotrubice - perspektivní materiál budoucnosti

MVCNT   SWCNT    DWCNT

Struktura nanotrubic

Výsledná struktura SWCNT jednostěnných uhlíkových nanotrubic závisí na směru sbalení dvojrozměrné grafénové vrstvy. V současné době jsou identifikovány tři různé struktury (topologie) - 1/ armchair, 2/ cik-cak, 3/ chirální (spirálová). První dvě struktury maji vysoký stupeň symetrie. Termíny "armchair" a "cik-cak" se vztahují k uspořádání šestiúhelníků kolem obvodu. Třetí typ struktury je nejobvyklejší. Výraz "chirální" znamená, že struktura může existovat ve dvou zrcadlově odlišných typech. Způsob sbalení nanotrubic má zásadní vliv na celkové mechanicko fyzikální vlastnosti. SWCNT mají střední průměr obvykle 1,2 - 1,4 nm. MWCNT mají střední průměr obvykle 1,2 - 20 nm. Mohou mít 5 - 20 vrstev.

Jednotlivé vrstvy MWCNT se mohou lišit svojí topologií, to znamená, že reálná mnohostěnná uhlíková nanotrubice má strukturu, která je směsí všech tří ideálních struktur (1/,2/,3/). Délka uhlíkových nanotrubek není dnes omezená, závisí pouze na podmínkách syntézy a pohybuje se od jednotek mikrometrů až po stovky mikrometrů.

  Zpět  Vpřed