ВУЗ:
Составители:
Рис. 3. Однослойные углеродные нанотрубки
Отличительной особенностью ОУНТ является простота их строения, меньшее число дефектов и, как следствие, высокие
механические и физико-технические характеристики. Вместе с тем следует отметить, что практическое применение этих
наноструктур ограничивается электроникой и приборостроением, где требуется сравнительно небольшое количество
нанотрубок. Поэтому их высокая стоимость (цена чистых и функционализованных ОУНТ достигает 1000 $/г) не может
существенно снизить коммерческую привлекательность их использования. Например, из 1 мг ОУНТ можно сделать тысячи
эффективных кантивилеров различных сканирующих устройств с практически не ограниченным сроком эксплуатации.
Отдельно принято выделять двухслойные нанотрубки (ДУНТ), которые являются как бы переходной формой между
однослойными и многослойными (МУНТ). Их внешний диаметр варьируется от 1,8 до 7,1 нм.
По мнению ряда исследоватетлей, ДУНТ могут соперничать с ОУНТ по ряду показателей, в частности, по
механическим свойствам. Вместе с тем сложность синтеза и последующей очистки ДУНТ, определяет не многим меньшую
стоимость продукта на рынке УНМ.
Наконец наиболее многочисленными по строению, морфологическим характеристикам и свойствам являются МУНТ.
Отсутствие к настоящему времени общепризнанной классификации УНМ, основанной не только на морфологических
признаках, но и на взаимоувязке свойств отдельных разновидностей углеродных наноструктур, не позволяет категорично
относить конкретные УНМ к разряду многослойных трубок или волокон. Тем более, что при синтезе УНМ редко
получаются в высшей степени однородные структуры. Зачастую это смеси различных наноуглеродных образований с
очевидно различными свойствами.
1.1.2. СВОЙСТВА УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ
Следует отметить, что на современном этапе изучения углеродных наноструктур сформировалось очевидное мнение о
том, что те или иные формы УНМ образуются вследствие влияния большого количества факторов, из которых главные:
− способ синтеза;
− исходные компоненты;
− технологические режимы синтеза.
Широкий спектр условий проведения процессов синтеза УНМ определяет столь же широкий диапазон их качественных
характеристик. При этом результаты исследований и, в частности, свойства УНМ отличаются весьма значительно при,
казалось бы, несущественном отличии условий их создания.
Упругие механические свойства протяжённой цилиндрической оболочки, а именно таким объектом теории упругости
представляется углеродная нанотрубка, характеризуются набором параметров (модулей упругости).
Основным параметром УНТ, характеризующим его прочность, считают предельный модуль Юнга. Анализ значений
модуля упругости позволяет сделать заключение, что нанотрубки представляют собой материал с рекордным значением
модуля Юнга (в среднем ≈ 1ТПа). МУНТ уступают ОУНТ по ряду прочностных показателей.
Исследования последних лет позволили обнаружить новые свойства УНТ. В частности, открыта способность
вертикально стоящих УНТ испытывать осевую эйлеровскую деформацию, сопровождающуюся существенным сокращением
их высоты, что придаёт этому материалу необычные свойства. Обнаружено, что вертикально-ориентированный слой
нанотрубок ведёт себя как пенообразный материал, способный под действием нагрузки обратимым образом многократно
менять свою плотность.
При изгибе УНТ исключительно проявляют эластичность и образуют своеобразные узлы, способные упруго
распределяться. Это свойство отличает УНТ от большинства других материалов, имеющих сопоставимую прочность, но
являющихся весьма хрупкими.
Значение теплопроводности λ при разных температурах для УНТ показаны на рис. 4. Видно, что при комнатной
температуре λ достигает ≈ 6600 Вт / (м ⋅ К).
Удельное электрическое сопротивление
э
ρ
удалось изучить только в 1996 г. Оказалось, что
э
ρ
может принимать
значение от 5 ⋅ 10
–8
до 0,008 Ом ⋅ м. Таким образом, минимальная величина
э
ρ
на порядок меньше, чем у графита.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- …
- следующая ›
- последняя »
