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Nanoröhren

Nanoröhren

Definition einer Nanoröhre

Das Kohlenstoff-Nanoröhren Andere Elemente stellen wahrscheinlich das wichtigste Produkt dar, das bisher aus der Forschung an Fullerenen gewonnen wurde (spanische Wissenschaftler sind sich nicht einig über die Übersetzung des Wortes Fulleren - in verschiedenen Werken ist das ursprüngliche Wort oder Fulleren-Fullerene zu finden ... Wir werden immer das verwendete Original verwenden Um Verwirrung zu vermeiden, führten Nanotubes Wissenschaftler und Nobelpreisträger Robert Curl, Harold Kroto und Richard Smalley dazu, den C60-Buckyball zu entdecken.

Nanoröhren bestehen aus einer oder mehreren Schichten aus Graphit oder anderem Material, die um sich selbst gewickelt sind. Einige Nanoröhren sind von einer halben Kugel Fulleren umgeben, andere nicht. Es gibt Monoschicht-Nanoröhren (eine einzelne Röhre) und Mehrschicht-Nanoröhren (mehrere Röhren, die im Stil der berühmten russischen Puppen ineinander eingesetzt sind). Einschichtige Nanoröhren werden genannt einwandige Nanoröhren (SWNTS) und mehrschichtige, mehrwandige Nanoröhren (MWNT)

Nanoröhren haben einen Durchmesser von wenigen Nanometern und ihre Länge kann jedoch bis zu einem Millimeter betragen. Daher hat sie ein enorm hohes Verhältnis von Länge zu Breite und ist bisher beispiellos.

Die Forschung an Kohlenstoffnanoröhren ist ebenso aufregend (aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungen und Möglichkeiten) und komplex (aufgrund der Vielzahl ihrer elektronischen, thermischen und strukturellen Eigenschaften, die sich je nach Durchmesser, Länge, Wicklungsart ändern ...).

Um Nanoröhren besser zu verstehen, können Sie sehen diese interaktive Nanoröhrchen-Präsentation das haben wir auf der ausgezeichneten Seite über Kohlenstoffnanostrukturen gefunden, die von Professor V.H. Crespo der PennState University.

Kohlenstoffnanoröhren sind die stärksten bekannten Fasern. Eine einzelne perfekte Nanoröhre ist 10 bis 100 Mal stärker als Stahl pro Gewichtseinheit und hat sehr interessante elektrische Eigenschaften, die elektrischen Strom hunderte Male effektiver leiten als herkömmliche Kupferkabel.

Graphit (eine Substanz, die in Stiften verwendet wird) besteht aus paneelartig strukturierten Kohlenstoffatomen. Diese paneelartigen Schichten sind übereinander angeordnet. Eine einzelne Graphitschicht ist sehr stabil, stark und flexibel. Da eine Graphitschicht für sich genommen so stabil ist, haftet sie schwach an den seitlichen Schichten. Deshalb wird sie in Bleistiften verwendet - da beim Schreiben kleine Graphitflocken abfallen.

In Kohlenstofffasern sind die einzelnen Graphitschichten viel größer als Bleistifte und bilden eine lange, wellige und feine, spiralförmige Struktur. Diese Fasern können aneinander haften und bilden so eine sehr starke, leichte (und teure) Substanz, die in Flugzeugen, Tennisschlägern, Rennrädern usw. verwendet wird.

Es gibt aber auch eine andere Möglichkeit, die Schichten zu strukturieren, die ein noch stärkeres Material erzeugen, indem die plattenartige Struktur zu einem Graphitrohr gewickelt wird. Diese Röhre ist eine Kohlenstoffnanoröhre.

Kohlenstoffnanoröhren sind nicht nur äußerst widerstandsfähig, sondern haben auch interessante elektrische Eigenschaften. Eine Graphitschicht ist ein Halbmetall. Dies bedeutet, dass es Zwischeneigenschaften zwischen Halbleitern (wie Silikon in Computer-Mikrochips, wenn sich Elektronen mit Einschränkungen bewegen) und Metallen (wie Kupfer, das in Kabeln verwendet wird, wenn sich Elektronen ohne Einschränkungen bewegen) aufweist. Wenn eine Graphitschicht umwickelt wird Eine Nanoröhre muss nicht nur die Kohlenstoffatome um den Umfang der Röhre ausrichten, sondern auch die quantenmechanischen Wellenfunktionen der Elektronen anpassen. Diese Einstellung schränkt die Arten von Wellenfunktionen ein, die Elektronen haben können, was wiederum die Bewegung der Elektronen beeinflusst. Abhängig von der genauen Form, in der es gewickelt ist, kann die Nanoröhre ein Halbleiter oder ein Metall sein.

Definition einer Kohlenstoffnanoröhre

Video: Dieses Material ist fast so dunkel wie ein Schwarzes Loch!! (September 2020).