Oglekļa nanocaurulītes

Oglekļa nanocaurulītes ir cilindriskas formas struktūras, kas veidotas no oglekļa atomiem. Oglekļa atomi nanocaurulītēs ir savā starpā savienoti tāpat kā heksagonālajās grafīta plaknēs viena atoma biezumā, taču šīs plaknes ir "saritinātas" ārkārtīgi miniatūrās (diametrā no 1 nanometra līdz dažiem desmitiem nanometru) caurulītēs, kuru garums var sasniegt pat dažus centimetrus. Caurulīšu gali parasti ir noslēgti ar pussfēriskām "galviņām".

Nanocaurulītes trīsdimensiju struktūra

Vēsture

Atšķirībā no fullerēna, kura 60 atomu sfēriskā molekula tika atklāta 1985. gadā, oglekļa caurulīšu precīzu atklāšanas datumu ir grūti nosaukt. Par nanocaurulīšu atklāšanu parasti uzskata S. Idžimas novērojumu 1991. gadā, ka elektriskā loka iedarbībā no grafīta veidojas daudzslāņainas cilindriskas mikrostruktūras^[1], tomēr šādas struktūras novērotas arī daudz agrāk. Piemēram, 1976. gadā Oberlins, Endo un Kojama publicējuši vairākus darbus ar mikrocaurulīšu aprakstiem, kas iegūtas ar tvaiku kondensācijas metodi, tomēr sīkāk tās netika izpētītas. Termiski sadalot oglekļa monoksīdu uz dzelzs katalizatora, oglekļa caurulītes ar 50 nm diametru novērojuši padomju zinātnieki Raduškēvičs un Lukjanovičs 1952. gadā - arī šie pētījumi nav turpināti.

Nanocaurulīšu tipi

Dažādi nanocaurulīšu veidi

Atkarībā no grafīta atomārās plaknes "saritināšanās" leņķa izšķir taisnās (ahirālās jeb nespirāliskās) nanocaurulītes (sīkāk iedalās zobainajās (armchair) un zigzagveidīgajās {zigzag) caurulītēs) un spirāliskās (hirālās) nanocaurulītes.

Nanocaurulītes iedala arī vienslāņa (viensienas) un daudzslāņu (ieliktas cita citā) caurulītēs.

Izmantošana

Nanocaurulītēm nākotnē iespējams daudzveidīgs pielietojums dažādās tehnoloģijas un zinātnes jomās:

• mehāniski pielietojumi - ārkārtīgi izturīgas troses (potenciāli pielietojamas kosmiskā lifta būvei), kompozītmateriāli, nanosvari;
• mikroelektronikā - nanotranzistori, vadi u.c.;
• kā mikrokapilārus dažādu aktīvu molekulu, metālu, gāzu glabāšanai, nanopipešu izgatavošanai;
• optiskiem pielietumiem - displejos, gaismas diodēs;
• medicīnā zāļu transportam organismā un citur;
• dažādos ķīmiskos nanosensoros.

Interesanti fakti

No oglekļa nanocaurulītēm izveidots materiāls, kas absorbē vairāk nekā 99,9% uz to krītošās gaismas un līdz ar to ir 3 reizes tumšāks nekā niķeļa un fosfora sakausējums, kas tika uzskatīts par "vismelnāko" materiālu ^[2]. Jaunajam nanocaurulīšu materiālam gaismas atstarošanas koeficients ir tikai 0,045% ^[3].

Skatīt arī

• Fullerēns

Atsauces

1. S. Iijima, Helical microtubules of graphitic carbon, Nature 354 56 (1991)
2. Fizmati.lv - Zinātnieki izveidojuši vismelnāko materiālu
3. Zu-Po Yang, Lijie Ci, James A. Bur, Shawn-Yu Lin, and Pulickel M. Ajayan. Experimental Observation of an Extremely Dark Material Made By a Low-Density Nanotube Array.^{[novecojusi saite]}