K: Mitä elementtejä on hiilinanoputkissa?
V: CNT:t sisälsivät useita alkuaineita, mukaan lukien Hg, Pb, F, Cl ja halogeenit. Vaikka CNT:iden tiedetään syntyvän vaihtelevan luokan hiilipaloista, tämä näyttää olevan ensimmäinen raportti luonnossa esiintyvistä CNT:istä.
K: Voivatko hiilinanoputket pysäyttää luoteja?
V: Tutkijat tutkivat nanoputken säteen, luodin iskupaikan, sen nopeuden ja nanoputken absorboiman energian välistä suhdetta. Mylvaganam ja Zhang havaitsivat, että nanoputket kestivät yli 2000 m/s luodinopeuksia jopa useiden törmäysten jälkeen.
K: Mitä ovat hiilinanoputket ja niiden tyypit?
V: Kolmen tyyppisiä CNT:itä ovat nojatuolin hiilinanoputket, siksak-hiilinanoputket ja kiraaliset hiilinanoputket. Tämäntyyppisten hiilinanoputkien erot syntyvät sen mukaan, kuinka grafiitti "kääritään" sen luomisprosessin aikana.
K: Kuinka nanoputkia valmistetaan?
V: On kehitetty tekniikoita hiilinanoputkien tuottamiseksi suuria määriä, mukaan lukien kaaripurkaus, laserablaatio, korkeapaineinen hiilimonoksidin disproportionointi ja kemiallinen höyrypinnoitus (CVD). Suurin osa näistä prosesseista tapahtuu tyhjiössä tai prosessikaasujen kanssa.
K: Ovatko hiilinanoputket samat kuin grafeeni?
V: Hiilinanoputket ja grafeeni ovat kaksi viimeisintä löydettyä hiilen muotoa. Suurin ero on, että grafeeni on yksi ohut kerros 2D-kalvo, kun taas hiilinanoputket ohuessa kalvossa rullataan kuin 3D-putki tai sylinteri.
K: Onko hiilinanoputki turvallinen?
V: Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että CNT:iden oraalinen, IV-injektio ja ihon kautta antaminen voi johtaa lievään tulehdukseen ihmisillä. Verrattuna edellä mainittuihin reitteihin CNT-altistuminen hengitysteitse johtaa vakavaan tulehdukseen.
K: Ovatko hiilinanoputket 10 kertaa vahvempia kuin teräs?
V: Hiilinanoputket ovat vahvempia kuin teräs. Niiden mekaaninen vetolujuus voi ylittää teräksen 400 kertaa. Hiilinanoputkien lämpökapasiteetti on erittäin korkea. Se on kaksikymmentä kertaa vahvempi kuin teräs yleensä.
K: Mikä on parempi kuin hiilinanoputket?
V: Grafeeniseoksia sisältävät komposiitit voivat olla vahvempia ja jäykempiä kuin hiilinanoputkia sisältävät komposiitit. Grafeeni myös siirtää ominaisuuksiaan paremmin materiaaliin, johon se sekoitetaan, kuin hiilinanoputket. Suuren pinta-alansa ansiosta grafeeni saavuttaa enemmän kosketusta ympäröivän polymeerimateriaalin kanssa.
K: Kuinka saat hiilinanoputkia?
V: On kehitetty tekniikoita hiilinanoputkien (CNT) tuottamiseksi huomattavia määriä, mukaan lukien kaaripurkaus, laserablaatio, korkeapaineinen hiilimonoksidin disproportionointi ja kemiallinen höyrypinnoitus (CVD). Suurin osa näistä prosesseista tapahtuu tyhjiössä tai prosessikaasujen kanssa.
K: Mikä on kiista hiilinanoputkien kanssa?
V: Tutkijat ovat varoittaneet, että hiilinanoputket voivat aiheuttaa asbestia vastaavan syöpäriskin. He sanovat, että hallituksen pitäisi rajoittaa moniin kulutustuotteisiin sisältyvien materiaalien käyttöä ihmisten terveyden suojelemiseksi.
K: Ovatko hiilinanoputket luodinkestäviä?
V: CNT:iden poikkeukselliset mekaaniset ominaisuudet, mukaan lukien lujuus, joustavuus ja kevyt luonne, ovat edistäneet kehittyneiden vartalopanssarien kehitystä, joka pystyy tarjoamaan erinomaisen suojan ballistisia uhkia ja iskuja vastaan.
K: Miksi emme käytä hiilinanoputkia?
V: Joten miksi niitä ei käytetä useammin? Cincinnatin yliopiston kemisti Noe Alvarez sanoi, että yksi este on ollut turhauttava kyvyttömyys yhdistää hiilinanoputkia metallipintoihin vankalla liitännällä antureille, transistoreille ja muille käyttötarkoituksiin.
K: Mitkä ovat hiilinanoputkien myrkylliset vaikutukset?
V: Kun CNT:t saapuvat kehoon hengitettynä tai ihon tai suun kautta, CNT-toksisuuden taustalla olevat mekanismit ilmenevät oksidatiivisena stressinä, tulehdusreaktiona, pahanlaatuisena transformaationa, DNA-vauriona ja mutaationa, granulooman muodostumisena ja interstitiaalisena fibroosina.
K: Mitkä ovat kolme tuotetta, joissa hiilinanoputkia voidaan käyttää?
V: Näitä 3D-hiilirakenteisia/-arkkitehtuureja voidaan käyttää seuraavan sukupolven energian varastoinnin, superkondensaattorien, kenttäpäästötransistoreiden, korkean suorituskyvyn katalyysin, aurinkosähkön sekä biolääketieteellisten laitteiden ja implanttien valmistukseen.
K: Mikä on toinen nimi hiilinanoputkille?
V: Moniseinäisissä hiilinanoputkissa on useita samankeskisiä sylinterimäisiä hiiliatomihiloja, kun taas yksiseinäisissä hiilinanoputkissa on vain yksi sylinteri hiiliatomeja. Buckytube on toinen nimi hiilinanoputkille. Kaksiulotteinen grafiitti taitetaan tai rullataan sylinterimäiseksi rakenteeksi nanoputkien luomiseksi.
K: Mitä ongelmia hiilinanoputkissa on?
V: CNT-altistuksen mahdollisia terveysriskejä on korotettu, mikä johtuu seuraavista syistä: niiden pieni nanokokoinen rakenne, joka tekee niistä reaktiivisempia ja myrkyllisempiä kuin suuremmat hiukkaset; niiden korkea kuvasuhde ja valotustapa muistuttavat asbestikuituja, mikä herättää huolen niiden mahdollisesta kuidun kaltaisesta ...
K: Voivatko hiilinanoputket estää säteilyn?
V: Lopulta metallista tulee huokoinen ja hauras ja paljon alttiimpi murtumaan. MIT-tiimi havaitsi, että sekoittamalla hiilinanoputkia metalliin alle kahden tilavuusprosentin määrinä valmistuksen aikana metallista tulee paljon kestävämpi säteilyä vastaan.