Loading AI tools
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Nanorurki – struktury nadcząsteczkowe, mające postać pustych w środku walców. Współcześnie najlepiej poznane są nanorurki węglowe. Istnieją jednak także niewęglowe nanorurki (m.in. utworzone z siarczku wolframu)[1] oraz nanorurki utworzone z DNA[2].
Nanorurki węglowe (CNTs, z ang. carbon nanotubes) są odmianą alotropową węgla obok grafitu, diamentu i fullerenów[3]. Zbudowane są ze zwiniętego grafenu (jednoatomowej warstwy grafitu). Odkryte zostały niedługo po fullerenach, bo w 1991[4] roku przez Sumio Iijimę w sadzy wygenerowanej poprzez odparowywanie łukowo-wyładowcze elektrody grafitowej. Najcieńsze nanorurki węglowe mają średnicę od rzędu jednego nanometra, a ich długość może być miliony razy większa, przez co przypominają igły lub włosy. Wykazują niezwykłą wytrzymałość na rozciąganie i własności elektryczne, oraz są znakomitymi przewodnikami ciepła. Te własności sprawiają, że są badane jako obiecujące materiały do zastosowań w nanotechnologii, elektronice, optyce i badaniach materiałowych. Obecnie znane są wydajne i stabilne oraz stosunkowo niedrogie metody produkcji, np. metoda CVD (Chemical Vapour Deposition)[5].
Z odpowiednio zmodyfikowanego DNA, poprzez przyłączenie do końców jego łańcucha odpowiednich grup umożliwiających kontrolowane sklejanie można w specjalnych warunkach tworzyć złożone kompleksy, które spontanicznie krystalizują, tworząc dwuwymiarowe struktury nazywane warstwami DX[6].
Struktury te, oprócz tworzenia płaskich warstw można także w odpowiednich warunkach skłonić do utworzenia pustych w środku rurek o średnicy 4-20 nm przypominających rozmiarem i kształtem nanorurki węglowe. Nanorurki DNA mają znacznie gorsze własności mechaniczne i elektryczne od węglowych, można je jednak łatwiej modyfikować chemicznie i łączyć z innymi strukturami nadcząsteczkowymi[2].
Nanorurki udało się również otrzymać na bazie związków nieorganicznych. Możliwość taką przewidział już w 1930 r. Linus Pauling[7], jednak po raz pierwszy udało się dowieść istnienia takiej struktury dopiero zespołowi Reshefa Tenne w 1992, który otrzymał je z siarczku wolframu[1].
W kolejnych latach opracowano metody otrzymywania nanorurek z wielu innych związków nieorganicznych, m.in. z tlenku wanadu, tlenku magnezu, tlenku tytanu, krzemionki, pochodnych borazolu[8], a także czystej miedzi i bizmutu[9], które można stosować jako materiały przewodzące prąd elektryczny, suche elektrolity oraz katalizatory reakcji redoks.
Nanorurki nieorganiczne mają zwykle większą gęstość od węglowych i mają mniejszą odporność na rozciąganie, ale za to większą na ściskanie, dzięki czemu można je potencjalnie stosować do produkcji materiałów o wysokiej odporności na przebicie i rozerwanie, np.: do produkcji kamizelek kuloodpornych[8].
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.