نانو ذرات کربن سیاه در دسته مواد نانو قرار می گیریند که تاثیر فوق العاده ای بر خواص کالای پشمی و پنبه ای دارد و به دلیل ویژگی های منحصر به فردشان در بسیاری از زمینه ها کاربرد دارند. ما در این متن قصد داریم در مورد این نانو ذرات و کابردهایی که دارند صحبت کنیم.
در صورت علاقه به این موضوع می توانید تا پایان با ما همراه باشید. نانو ذرات کربنی انواع گوناگونی دارند؛ چرا که اتم های کربن توانایی اتصال مختلف را به هم دارند و می توانند پیوند های مختلفی با هم ایجاد کنند. مهم ترین انواع نانو ذرات کربن فولرین، نانو لوله های کربن و گرافن هستند که تفاوتشان در نوع پیوندی است که دارند.
- بیشتر بخوانید: نانو ذرات فلزی
شکل های دیگر نانو کربن سیاه
نانو ذرات همان طور که اشاره کردیم انواع گوناگونی دارد. در این مقاله قصد داریم درمورد دسته بندی های مختلف آن ها صحبت کنیم. یکی از جنبه های مختلف آن ها چند بعدی یا هیبداسیون بودن آن ها است. به عنوان مثال یک زنجیره کربنی دارای ساختار یک بعدی است، sp1 نامیده می شود.
- بیشتر بخوانید: نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم
گرافیت، نانو لوله های کربن، گرافن و فولرین که دارای ساختار دوبعدی هستند، sp2 نامیده می شوند. ساختار های کربنی که سه بعدی هستند مانند الماس sp3 نامیده می شوند. در زنجیره کربنی هر اتم کربن با اتم های مجاور خود دو پیوند کووالانسی برقرار می کند.
اما در ساختار های دوبعدی هر اتم کربن با اتم های کناری خود سه پیوند کووالانسی برقرار می کند. به علاوه با خارج از صفحه خود نیز یک پیوند واندروالس برقرار می کند. همچنین در الماس هر اتم کرن با اتم های مجاور خود چهار پیوند کووالانسی برقرار می کند. لازم به ذکر است ظرفیت هر اتم کربن 4 است.
- بیشتر بخوانید: نانو ذرات فلزی
از دیگر مواردی که برای نانو ذرات کربن مهم است. نحوه قرار گیری و نمایش نقاط در صفحه کربنی آن ها است. انجام این کار به خصوص برای نانو لوله های کربن به دلیل تعیین نوع خواصشان داراری اهمیت است. معرفی انواع نانو ذرات کربنی معرفی انواع نانو ذرات کربنی، موضوعی است که می خواهیم در این قسمت به آن بپردازیم. همان طور که اشاره کردیم نانو ذرات کربنی انواع گوناگونی دارند که در ادامه بیشتر در مورد آن ها توضیح می دهیم.
- الیاف کربنی
الیاف کربنی نقش تقویت کننده در کامپوزیت ها را دارند؛ چراکه این مواد از خواص مکانیکی ویژه ای برخوردار هستند. یعنی این مواد خاصیت تقسیم بر چگالی دارند. این مواد از استحکام وسفتی بالایی برخوردار هستند، در ورتی وزنشان بسیار پایین است.
از الیاف کربنی به علت محکم بودن در ساخت کشتی، موشک، خودرو و غیره استفاده می شود. اگر از این ماده در ساخت خودرو استفاده شود باعث کم شدن وزن خودرو، کاهش مصرف سوخت آن و همچنین افزایش سرعت ماشین می شوند. معمولا الیاف کربنی در کامپوزیت ها به صورت بافته شده قرار دارند. این الیاف از هم پیچیده شدن صفحات گرافیتی تشکیل می شوند.
- بیشتر بخوانید: نانو ذرات کاربید بور
- کربن سیاه
کربن سیاه یکی دیگر از از انواع نانو ذرات است که ساختار آمورف دارد. این ماده از یک ذره کربن سیاه ایجاد شده است. مواد تشکیل دهنده آن صفحات در هم تنیده گرافیتی هستند. اما باید بدانید کربن سیاه به ندرت به صورت تک ذره وجود دارد و اکثرا به شکل های کلوخه ای شده مانند اگریگه و آگلومره وجود دارد.
از این ماده به عنوان ماده پر کننده برای تقویت کردن خواص مکانیکی، مقاومت در برابر فرابنفش، ایجاد رنگ سیاه و حصول رسانایی الکتریکی است. به علاوه این ماده به هنگام ساخت لاستیک و پلاستیک به عنوان ماده افزودنی استفاده می شود.
- فولرین
فولرین ظاهری شبیه به توپ فوتبال دارد و نام دیگر این ماده باکی بال است. فولرین می تواند از تعداد کربن مختلفی مانند 60، 70، 80 و غیره داشته باش. اما باید بدانید معروف ترین آن ها فولرین 60 کربنه است. همان طور که اشاره کردیم این در ین ماده هر اتم کربن با اتم های مجاور خود سه پیوند کووالانسی برقرار می کند و هیبریداسیون آن sp2 است.
فولرین ها مانند قفس های تو خالی هستند؛ از این رو در آن ها مواد مختلفی مانند دارو را قرار می دهند تا هیچ آسیبی به آن ها وارد نشود. به علاوه باید گفت فولرین ها اندازه کوچکی دارند. اکثر فولرین ها به صورت 5 یا 6 شش ضلعی وجود دارند. به عنوان مثال فولرین 60 کربنه از 12 تا پنج ضلعی و 20 تا شش ضلعی تشکیل شده است.
- نانو لوله های کربنی
نانو لوله های کربنی از معروف ترین و پر کاربرد ترین نانو ذرات کربن به حساب می آیند. این مواد خواص مکانیکی مناسبی دارند و وزن آن بسیار کم است. از نظر حرارتی و الکتریکی این مواد پایداری بالایی دارند. به علاوه هدایت حرارتی آن ها دو برابر الماس است. همچنین تا 1000 برابر بیشتر از مس جریان الکتریکی را از خود عبور می دهند.
این ماده برای اولین بار در سال 1991 کشف شد. نانو لوله های کربنی انعطاف پذیری بالایی دارند. همچنین چگالی جرمی کم و نسبت ابعادی بالایی دارند. باید گفت بعضی از انواع نانولوله های کربن مستحکم تر از فولاد، سبک تر از آلومینیوم و رسانا تر از مس هستند. این مواد براساس زاویه لوله شدن به سه دسته زیگزاگ، دسته صندلی و کایرال تقسیم بندی می شوند.
- گرافن
گرافن تک لایه ای از ساختار گرافیت است. در این ساختار اتم های کربن با هر کدام از اتم های دیگر سه پیوند کووالان برقرا می کنند. این ماده رسانایی حرارتی و گرمایی بالایی دارد و خواص مکانیکی آن ویژه است. تک لایه های گرافینی فقط 3/2 درصد از نور را جذب می کند و بقیه آن را از خود عبور می دهد. اگر ساختار گرافن از 3 تا 10 لایه تشکیل شده باشد به آن گرافن کم لایه، همچنین اگر از 10 تا 30 تشکیل شده باشد گرافن ضخیم می گویند.
نانو ذرات کربن همان طور که اشاره کردیم انواع گوناگونی مانند گرافن و نانو لوله های کربن دارند که هر کدام نیز یک سری کاربرد منحصر به خود را به عهده می گیرند که ما در این متن به طور کامل در مورد آن ها صحبت کردیم. اگر شما به دنبال نانو ذرات گرافن هستید باید بگوییم شرکت ما بهترین شرکت در این زمینه است و می تواند با کیفیت ترین محصولات را به شما ارائه دهد. برای اطمینان بیشتر شما می توانید با مشاورین ما در ارتباط باشید.
