up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله نانولولهٔ کربني PDF
QR code - نانولولهٔ کربني

نانولولهٔ کربني

نانولولهٔ کربني مي تواند صنعت ساختمان را متحول کند

علي رغم رشد سريع تحقيقات نظري و عملي علوم و فنون نانو در کليه زمينه ها، توجه کمي به کاربردهاي اين پديده در صنعت ساختمان معطوف شده است. اخيراً استفاده از تقويت کننده ها و استحکام دهنده هاي نانويي مانند نانولولهٔ کربني در مصالح ساختماني رواج بيشتري يافته و موج جديدي با شتاب فزاينده، صنعت ساختمان را در برگرفته است. متن زير حاصل گفتگوي شبکه تحليلگران تکنولوژي ايران (ايتان) با خانم مهندس حسين پور، عضو کادر آموزشي دانشکده مهندسي شيمي دانشگاه صنعتي اميرکبير، در مورد کاربردهاي نانوتکنولوژي در ساختمان است:
● نانو لولهٔ کربني :
نسل جديدي از کربن است که از مواد نانوکربني ساخته شده است. اين ماده که مستحکم تر از فولاد، سبک تر از آلومينيوم و رساناتر از مس است، کاربردهاي زيادي دارد که موارد کليدي آن شامل الکترونيک، حسگرها، مواد و مصالح ساختماني، پرکن ها ( Fillers ) و غيره است. مثلاً اين ماده به عنوان پرکن در صنايع پلاستيک و رنگ به عنوان جايگزين کربن سياه استفاده مي شود که يکي از کاربردهاي رايج آن است.
▪ خواص نانولوله کربني :
خواص فلزي و شبه فلزي کربن نانوتيوب با تغيير در ساختار، به جاي تغيير در ترکيب بدست مي آيد. اين خواص ويژه در نانوالکترونيک کاربردهاي زيادي به وجود مي آورند.
از ديدگاه مکانيکي، کربن نانوتيوب ( CNT ) قوي ترين ماده اي است که تا به حال شناخته شده است. اين ماده بسيار مستحکم به شدت انعطاف پذير نيز هست به طوريکه قابليت خم شدن به شکل دايره و يا حتي گره خوردن را دارد. اين رفتار مکانيکي ويژه، علاقه مندي زيادي جهت استفاده از آن در مصالح ساختماني ايجاد کرده است. پتانسيل هاي استفاده از CNT هنوز قابل تامل و تعمق است.
● کاربرد نانوتيوب در صنعت ساختمان :
حداقل سه عرصهٔ گسترده تحقيقاتي براي توليد محصولات مورد نياز ساختمان وجود دارد:
▪ به دليل خواص مکانيکي عالي CNT ، استفاده از آنها در زمينه هاي پليمر شيشه و ساختمان قابل توجه است.
▪ CNT به عنوان اجزاي ساخت سيستم هاي انتقال حرارت، به علت خواص ويژه هدايت حرارتي آن مورد توجه است.
▪ استفاده از CNT با طول زياد به شکل ريسمان، در پل هاي معلق کاربرد دارد.
مثلاً در بتون، از گذشته تا حال، فايبرهاي فولادي (بتن آرمه) استفاده مي شده اند. بنابراين بتون، مستعد استفاده از کربن نانوتيوب است انتظار مي رود با استفاده از CNT به خواص بهتري در بتون دست يابيم.
● دلايل رجحان نانولولهٔ کربني عبارتند از:
▪ خواص ويژهٔ مکانيکي هدايت حرارتي و الکترونيکي
▪ نسبت طول به قطر بسيار بالا (اگر قطر کربن نانوتيوب ها ۱ نانومتر در نظر گرفته شود، طول، ۱ هزار برابر قطر است در حالي که تلاش مي شود به طول هاي بيشتر دست يافته شود و پژوهشگران مستعد استفاده از کربن نانوتيوب است حتي به ابعاد سانتي متر هم رسيده اند.
۳) اندازه کوچک فايبرها و قابليت پخش­شدن بالا در زمينهٔ سيمان و بتن (تقويت کنندهٔ عالي)
نانوتيوب ها با اجزاء و ترکيبات سيمان پيوند حاصل کرده و باعث کنترل مناسب سيستم سيمان مي­شوند.
● جمع بندي:
با توجه به کاربردهاي بالقوه کربن نانوتيوب، نياز به اين ماده در صنايع داخلي ديده مي شود. صنعت ساختمان با توجه به زلزله خيز بودن ايران، يکي از صنايعي است که لزوم بهينه سازي ساخت وساز و مصالح ساختماني در آن مشاهده مي شود.
کشور ايران در تامين منابع اوليه توليد کربن نانوتيوب غني است و از طرف ديگر تحقيقات زيادي تا به امروز در سطح جهان در اين زمينه انجام شده است. در بسياري از نقاط جهان اين ماده به صورت تجاري توليد مي شود ولي همچنان تحقيقات براي رسيدن به خلوص بالا و نسبت طول به قطر بيشتر ادامه دارد.
آنچه تاکنون روشن شده اين است که رسيدن به خلوص بالا و طول بلند، براي کربن نانوتيوبي که در سيمان و بتون استفاده مي­شود، در اولويت نيست؛ در همين شرايط موجود هم استفاده از آنها خواص بسيار مطلوبي حاصل مي کنند و نوع ناخالص آن نيز مي تواند اثر معجزه آسايي در مصالح به عنوان تقويت کننده ساختماني داشته باشد.

کني بير (Conybear) در سال ۱۸۲۲ چينه هاي زغال دار انگلستان را به نام کربنيفر ناميده است. طول عمر اين دوره از ۳۶۵ تا ۲۹۰ ميليون سال قبل است. رسوبات مربو ...

کربن يکي از عناصر شگفت انگيز طبيعت است و کاربردهاي متعدد آن در زندگي بشر، به خوبي اين نکته را تاييد مي کند. به عنوان مثال فولاد که يکي از مهم ترين آل ...

يکي از پرکاربردترين ساختارهاي مورد بحث در فناوري نانو که به عرصه علوم زيستي وارد شدهاست، نانولوله هاي کربني هستند. اين نانوساختارها، بهجهت بهرهمندي از ...

يکي از پرکاربردترين ساختارهاي مورد بحث در فناوري نانو که به عرصه علوم زيستي وارد شده است، نانولوله هاي کربني هستند. اين نانوساختارها، به جهت بهره مندي ...

مشتقات غير هيدروکربني نفت خام ، معمولا شامل ترکيبات گوگرددار ، اکسيژن‌دار و ازت‌دار مي‌باشد. نوع اين مشتقات در نفت خام در نوع خود پالايش نفت نيز موثر ...

مشتقات غير هيدروکربني نفت خام ، معمولا شامل ترکيبات گوگرددار ، اکسيژن‌دار و ازت‌دار مي‌باشد. نوع اين مشتقات در نفت خام در نوع خود پالايش نفت نيز موثر ...

يکي از مسائلي که امروزه در مبحث انرژي مطرح است، چگونگي ذخيره سازي سوخت هاي پاکي مانند هيدروژن، متان و... براي كاربردهاي مختلف است. در حالت عمومي ذخيره ...

مقصود از اين آلياژها، آلياژهايي است که اجزاي اصلي آن ها را آهن و کربن تشکيل مي دهند. در حدود ۰.۰۱ درصد از کربن حل شده در آهن، تشکيل محلول جامدي را مي ...

دانلود نسخه PDF - نانولولهٔ کربني