কার্বন ন্যানোটিউব বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি

কিছু মাল্টিভোল্ড ননোটবিশের একটি সংক্রমণ ইলেক্ট্রন মাইক্রোফোগ্রাফটি চিত্রের (বামে) দেখানো হয়। 1993 সালে, একটি নতুন বর্গ কার্বন ননোটবেই আবিষ্কৃত হয়েছিল, এটি একটি একক স্তর মাত্র। এই একক-প্রাচীরযুক্ত ন্যানোটব্যাশগুলি সাধারণত মাল্টিওয়ালা টিউবগুলির তুলনায় সংকীর্ণ হয়, সাধারণত পরিসীমা 1-2 এনএম এবং ব্যাসার্ধের তুলনায় সোজা হয় না। ডানদিকে চিত্রটি কিছু সাধারণ একক-প্রাচীরযুক্ত টিউবগুলি দেখায়। এটি শীঘ্রই প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল যে এই নতুন ফাইবারগুলিতে অসাধারণ বৈশিষ্ট্যগুলি (নীচের দিকে দেখুন) ছিল, এবং এটি কার্বন ননোটবশে গবেষণার একটি বিস্ফোরণটি ছড়িয়ে দিয়েছিল। এটা গুরুত্বপূর্ণ মনে করা হয় যে, কার্বনের ন্যানোসেল টিউবগুলি, ক্যাপিটালিকভাবে উত্পাদিত, অনেক বছর ধরে ইজমা আবিষ্কারের আগেই পরিচিত ছিল।মূল কারণ এই প্রারম্ভিক টিউবগুলি ব্যাপক আগ্রহকে উৎসাহিত করে না যে, এটি কাঠামোগতভাবে অপূর্ণ ছিল, তাই বিশেষ করে আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্যগুলি ছিল না। সাম্প্রতিক গবেষণায় ক্যাপিটালিকাল-উত্পাদিত ননোটব্যাশগুলির মানের উন্নতির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়েছে।

গঠন

কার্বন ননোটব্যাশগুলির মধ্যে বন্ধন স্পা হয় ² এর , গ্র্যাফাইট হিসাবে প্রতিটি পরমাণু তিনটি প্রতিবেশীদের সাথে যোগদান করে। এই টিউবটিকে রোলড আপ গাফিনেট শীট হিসেবে বিবেচনা করা যেতে পারে (গ্রাফিন হল একটি পৃথক গ্রাফাইট লেয়ার)। নীচের ডায়াগ্রামে দেখানো হিসাবে তিনটি স্বতন্ত্র উপায়ে একটি গ্রাফিন শীট একটি নল মধ্যে ঘূর্ণিত করা যাবে, যা আছে।

এদের মধ্যে প্রথম দুটি “আর্মচেয়ার” (উপরে বাম) এবং “জাইগ-জাগ” (মধ্য বাম) নামে পরিচিত, উচ্চ মাত্রার সমতা রয়েছে। শব্দ “armchair” এবং “zig-zag” পরিধির চারপাশে hexagons এর ব্যবস্থা পড়ুন। তৃতীয় শ্রেণির নল, যা প্রচলিত পদ্ধতিতে সর্বাধিক প্রচলিত হয়, চিরাল নামে পরিচিত, এর অর্থ হচ্ছে এটি দুটি আয়না-সংক্রান্ত আকারে বিদ্যমান হতে পারে। একটি chiral ন্যানোটউইনের একটি উদাহরণ নীচে বামদিকে দেখানো হয়।

একটি নানোটবেস গঠন করতে পারেন একটি ভেক্টর, (এন, মি) দ্বারা নির্দিষ্ট করা হবে, যা গ্রাফিন শীটটি কিভাবে ঘূর্ণিত করা হয় তা নির্ধারণ করে। এই ডানদিকে চিত্র অঙ্কনের সঙ্গে বোঝা যাবে সূচকগুলি (6,3) সঙ্গে একটি ননোটবয় উত্পাদন, বলুন, শীটটি ঘূর্ণিত হয় যাতে পরমাণু লেবেলযুক্ত (0,0) লেবেলযুক্ত একটি (6,3) লেপন করা হয়। এটি সমস্ত zig-zag টিউবগুলির জন্য m = 0, চিত্রের আকার থেকে দেখা যায়, তবে সব অংসচিহ্নের টিউবগুলির জন্য n = m।

সংশ্লেষণ

চক-বাষ্পীভবন পদ্ধতি, যা সর্বোত্তম মানের ননোটবিকস তৈরি করে, হিলিয়ামের বায়ুমন্ডলে দুটি গ্রাফাইট ইলেকট্রোডের মধ্যে প্রায় 50 এমপেন্ডের পাশ দিয়ে থাকে। এটি গ্রাফাইটকে বাষ্পীভূত করে দেয়, এর মধ্যে কিছুটা প্রতিক্রিয়া জাহাজের দেওয়ালের উপর ঘনীভূত করে এবং ক্যাথোডের কিছু কিছু। এটি ক্যাথোডের আমানত যা কার্বন ননোটবশগুলি ধারণ করে। যখন কো এবং এন বা অন্য কিছু ধাতু অ্যানোডের সাথে যোগ করা হয় তখন একক-প্রাচীরযুক্ত ন্যানোট্বস উত্পন্ন হয়। এটি 1950-এর দশকের পর থেকে পরিচিত হয়েছে, যদি না আগে, একটি কার্বন নিনোটবিকস একটি কার্বনযুক্ত গ্যাস, যেমন একটি হাইড্রোকার্বন, একটি অনুঘটক উপর দিয়ে পাশ দিয়ে তৈরি করা যাবে। অনুঘটক ধাতু ন্যানো আকারের কণা গঠিত, সাধারণত ফে, কো বা Ni। এই কণার গ্যাসীয় অণুগুলি কার্বন মধ্যে ভাঙ্গন অনুঘটক, এবং একটি নল তারপর ডগা একটি ধাতু কণা সঙ্গে বৃদ্ধি হতে শুরু। এটি 1996 সালে দেখানো হয়েছিল যে একক প্রাচীরযুক্ত ন্যানোটব্যাশগুলিও catalytically উত্পাদিত হতে পারে। এই ভাবে উত্পাদিত কার্বন ননোটবিকস এর পরিপূর্ণতা সাধারণত চাপ-বাষ্পীভবন দ্বারা তৈরি যারা তুলনায় দরিদ্র ছিল, কিন্তু প্রযুক্তির মধ্যে মহান উন্নতি সাম্প্রতিক বছরগুলোতে তৈরি করা হয়েছে। চাপ-বাষ্পীভবন উপর অনুঘটকসংক্রান্ত সংশ্লেষণ বড় সুবিধা এটি ভলিউম উত্পাদন জন্য মাপা হতে পারে। কার্বন ন্যানোোটিউস তৈরির তৃতীয় গুরুত্বপূর্ণ পদ্ধতিতে একটি ধাতব লেপন ব্যবহার করে একটি ধাতব-গ্রাফাইট লক্ষ্যকে ভেঙে ফেলা হয়। এই উচ্চ ফলন সঙ্গে একক-প্রাচীরযুক্ত টিউব উত্পাদন ব্যবহার করা যেতে পারে।

প্রোপার্টি

স্পা শক্তি ² এর কার্বন কার্বন বন্ড কার্বন ননোটব্যাশ আশ্চর্যজনক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য প্রদান করে। একটি উপাদান কঠোরতা তার তরুণ এর modulus, পরিমাপ স্ট্রেন সঙ্গে চাপ পরিবর্তনের হার অনুযায়ী পরিমাপ করা হয়। সর্বোত্তম ন্যানো টুপিগুলির তরুণের মডুলাসটি 1000 জিপিএ হিসাবে উচ্চতর হতে পারে যা স্টোলের চেয়ে প্রায় 5 গুণ বেশি। টেনসিল শক্তি, বা ন্যানো টন ভাঙ্গা স্ট্রেন আপ হতে পারে 63 জিপিএ, প্রায় 50x ইস্পাত চেয়ে বেশি। এই বৈশিষ্ট্যগুলি, কার্বন ননোটবসমূহের লঘুপাতের সাথে মিলিত হয়, যেমন মহাকাশের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে তাদের সম্ভাব্য সম্ভাব্যতা প্রদান করে। এটি এমনকি প্রস্তাব করা হয়েছে যে “স্পেস লিফট”, যা পৃথিবী থেকে স্পেস কেবল প্রথম আর্থার সি ক্লার্ক দ্বারা প্রস্তাবিত মধ্যে ন্যানোপ্রুণ ব্যবহার করা যেতে পারে। কার্বন ন্যানোোটিউসগুলির ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্যগুলি অসাধারণ।বিশেষ করে উল্লেখযোগ্য যে ন্যানোোটুবগুলি তাদের কাঠামোর উপর ভিত্তি করে ধাতব বা সেমিকন্ডাক্টিং হতে পারে। এইভাবে, কিছু ন্যানোটববসের মধ্যে রয়েছে তড়িচ্চালির তুলনায় উচ্চতর সঞ্চালন, অন্যরা সিলিকনের মতো আচরণ করে। ন্যানোপ্রযুক্তি থেকে nanoscale ইলেকট্রনিক ডিভাইস নির্মাণের সম্ভাবনা মধ্যে মহান আগ্রহ আছে, এবং কিছু অগ্রগতি এই এলাকায় তৈরি করা হচ্ছে। যাইহোক, একটি কার্যকর ডিভাইস নির্মাণ করার জন্য আমাদেরকে একটি নির্দিষ্ট প্যাটার্নে হাজার হাজার ন্যানোটিউস ব্যবস্থা করা প্রয়োজন, এবং এইটি অর্জনের জন্য আমাদের এখনও নিয়ন্ত্রণের মাত্রা নেই। কার্বন ননোটব্যাশগুলি ইতিমধ্যেই ব্যবহার করা হচ্ছে যেখানে প্রযুক্তি বিভিন্ন এলাকায় আছে। এতে ফ্ল্যাট-প্যানেল প্রদর্শন, স্ক্যান প্রোব মাইক্রোস্কোপ এবং সেন্সিং ডিভাইস অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। কার্বন ন্যানোবিশেষের অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি নিঃসন্দেহে অনেকগুলি অ্যাপ্লিকেশনের দিকে পরিচালিত হবে।

Nanohorns