ارتعاشات در نانولوله هاى كربنى

بخشهایی از متن:

مقدمه :

عصر حاضررا شاید بتوان عصر کربن نام نهاد زیرا این ماده کاربرد وسیعی در صنایع مختلف پیدا کرده است. دراین بین، نانولوله های کربن [1]و فلورن ها ،[2]توجه دانشمندان را بیتشر از دیگر شکهای کربن به خود جلب کرده اند. اگرچه مدت زیادی از کشف  نانولوله های کربن و فلورن نمی گذرد ولی تحقیقات وسیعی در زمینه شناسایی ، ساخت و بکارگیری آنها در صنایع مختلف انجام شده و پیشرفت های زیادی نیز در این رابطه صورت گرفته است .

تاریخچه:

تا سال 1980 تنها چهار نوع کربن شناخته شده بود: گرافیت، الماس ، لانسدیلایت[3]  و کربن شکل یا آمورف . درشکل های زیر ساختار کریستالی سه نوع اول نشان داده شده است.

[1]  Carbon Nanotube

[2]  Fullerene

[3] Lonsdaleite

...

گروه دیگری از نانو لوله های ، شیپوره های نانو   می باشند که در سال 1994 توسط پیتر هریس  و ادمن سانگ  کشف شدند. این نانو لوله ها دارای ساختاری مشابه نانو لوله های با سرپوش، داشته ولی در اصل شامل نانو لوله های تک دیواره ای  بوده که به شکل مخروط می باشند. بعدها گروه ایجیما نشان دادند که این مواد را با استفاده از لیزر نیز می توان تولید نمود. این گروه  از مواد دارای خواص جذب  و کاتالیزری بالایی می باشند وبه عنوان بخشی از پیلهای سوختی جدید به کار می روند. در شکل زیر نمونه ای از پیلهای سوختی ساخته شده با نانو لوله ها و در شکل بعد نمونه ای از شیپورهای نانو ، نشان داده شده است.

...

خواص مکانیکی نانو لوله ها:
بعداز کشف نانو لوله ها کربن دانشمندان دریافتند که خواص مکانیکی که به صورت تئوری برای این ساختار های جالب پیش بینی می شود- شامل استحکام وسفتی بالا، چگالی کم و بی عیب بودن ساختار – می تواند آنها را به گزینه ایده آبی برای بسیاری از کاربردهای تکنولوژیکی تبدیل نماید. نتایج تجربی ونیز تعداد زیادی از روشهای شبیه سازی کامپیوتری که برای مدلسازی نانو لوله های کربن بکارگرفته شده اند. دردهه اخیر موجب افزایش درک مکانیک آنها شده ولی هنوز مکانیک آن بطور کامل شناسایی نشده است.
نانولوله های کربن تک دیواره بطور که هدایت قابل ملاحظه ای سفت محکم و هادی جریان الکتریسیته بوده و پیش بینی می شود که هدایت حرارتی بهتر از الماس داشته باشند، که این امر امکان استفاده از آنها را در نانو الکترونیک بالا می برد.
برخی از خواص مکانیکی نانو لوله های کربن تک  دیواره و چند دیواره از جمله مدول یانگ و استحکام کشش در مقایسه با خواص مکانیکی فولاد، اپوکسی و چوب  در جدول زیر مشاهده می شود.


منبع دارد.