(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)
कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) एकल-परत कार्बन परमाणुओं की लुढ़की हुई चादरों से बने बेलनाकार अणु होते हैं।ग्राफीनये एकल-दीवार वाले (SWCNTs) या बहु-दीवार वाले (MWCNTs) हो सकते हैं। इनके गुण असाधारण हैं, जिनमें असाधारण तन्यता शक्ति (~100 GPa), उच्च विद्युत चालकता और उच्च तापीय चालकता शामिल हैं। इनका इलेक्ट्रॉनिक व्यवहार (धात्विक या अर्धचालक) इनकी काइरालिटी पर निर्भर करता है, अर्थात् ग्राफीन जाली के घुमाव के कोण पर।
The structure of a carbon nanotube is key to its remarkable properties. A single-walled carbon nanotube (SWCNT) can be conceptualized by taking a sheet of graphene and rolling it into a seamless cylinder. The way the sheet is rolled is defined by a chiral vector, [latex]vec{C}_h = nvec{a}_1 + mvec{a}_2[/latex], where [latex]vec{a}_1[/latex] and [latex]vec{a}_2[/latex] are the graphene lattice vectors and (n, m) are integers. This chiral vector dictates the nanotube’s diameter and its electronic properties. If n = m, the nanotube is called “armchair” and is always metallic. If n – m is a multiple of 3, the nanotube is a narrow-gap semiconductor or quasi-metallic. Otherwise, it is a moderate-gap semiconductor. This extreme sensitivity of electronic properties to subtle structural changes is a unique feature of CNTs.
मल्टी-वॉल कार्बन नैनोट्यूब (MWCNT) में ग्रेफीन के कई संकेंद्रित सिलेंडर होते हैं, जो रूसी गुड़िया की तरह एक दूसरे के अंदर समाए होते हैं। ये आमतौर पर SWCNT की तुलना में आसानी से और सस्ते में उत्पादित होते हैं, लेकिन दीवारों के बीच परस्पर क्रिया के कारण इनके गुण अधिक जटिल होते हैं। इनकी यांत्रिक शक्ति असाधारण होती है। मजबूत sp² कार्बन-कार्बन बंध CNT को अब तक खोजे गए सबसे कठोर और मजबूत पदार्थों में से एक बनाते हैं, जिनका यंग मापांक 1 TPa से अधिक और तन्यता शक्ति 100 GPa तक होती है, जो स्टील से कहीं अधिक है। ट्यूब अक्ष के अनुदिश इनकी तापीय चालकता हीरे से भी अधिक हो सकती है। ये गुण इन्हें मिश्रित पदार्थों में आदर्श सुदृढ़ीकरण एजेंट बनाते हैं। हालांकि, मैट्रिक्स के भीतर एकसमान फैलाव प्राप्त करने और बड़े पैमाने पर एकल, चयनित काइरालिटी वाले CNT का उत्पादन करने में चुनौतियां बनी हुई हैं, जिसने इलेक्ट्रॉनिक्स में इनके अनुप्रयोग को सीमित कर दिया है, जहां शुद्धता सर्वोपरि है।
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कार्बन नैनोट्यूब
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