Kohlenstoff Nanotubes - Anwendung als Gas-Fühler

Durch Kal Kaur

Einleitung
Kohlenstoff Nanotubes
Entwicklung von Kohlenstoff-Nanotube-Basierten Fühlern
Bezüge
Zukünftige Forschung

Einleitung

Zylinderförmige allotopes des Kohlenstoffes werden zusammen als nanotube Zellen gruppiert. Die Bedeutung von Kohlenstoff nanotubes beginnt, in der Fühlerindustrie offensichtlicher zu werden. Ein neues Papier durch Dr. Katherine A. Mirica et al. (2012) beschreibt das strukturelle und Funktionsprinzip zu Kohlenstoff nanotubes für ihre Anwendung im Befund von schädlichen Gasen.

Strukturell sind Kohlenstoff nanotubes, Feinbleche von Kohlenstoffatomen lang, die in zylinderförmige Formulare geformt dann sein können. Die Schlüsselfunktionskapazität zu diesen Kohlenstoff nanotubes ist ihre Fähigkeit, Strom zu leiten und diese Welle von Energie über ihrer Zelle zu übertragen und macht diese nanotubes Ideal für die Entwicklung von hoch-empfindlichen Fühlerbauteilen. Die Dehnfestigkeit und das Elastizitätsmodul zu einer Kohlenstoff nanotube Zelle lässt eine breitere Benutzungsmöglichkeit für dieses Material in den mehrfachen Industrien zu.

Kohlenstoff Nanotubes

Das elektrische Eigentum zu Kohlenstoff nanostructures liegt an der Symmetrie und an der elektronischen Konfiguration zu diesem Material mögliches. Der chirale Vektor zum einzel-ummauerten Kohlenstoff nanotube bestimmt die Empfindlichkeit der nanotubes. Indem sie ein zylinderförmiges Formular, Kohlenstoff nanotubes beibehalten ihr Niveau der Leitfähigkeit haben.

Dieses bedeutet auch, dass der elektrische Transport, der entlang der nanotube Zelle stattfindet, erhöht wird.  Während der elektrischen Leitfähigkeit bewegt sich das einzelne freie Elektron zum Kohlenstoffatom entlang die Länge des nanostructure in einer unidirektionalen Art.

Während der Belastung durch ein schädliches Gas, landet der Gaspartikel auf der nanotube Zelle und die Form des nanotube zu ändern, ist indem es eine Schleife in Form dieser Zelle, die die unidirektionale elektrische ändert Leitfähigkeit, die entlang dieses Material sich bewegt, und dieses das Hauptprinzip zu Kohlenstoff nanotube Fühlern erstellt.

Entwicklung von Kohlenstoff-Nanotube-Basierten Fühlern

Chemiker bei Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben Kohlenstoff nanotube Pulver entwickelt und dieses Material in ein neues Formular des Bleistiftleitungskabels komprimiert, das Fühler auf ein Blatt Papier einschreiben kann. Die folgenden Videofokusse auf der Herstellung von Gasfühlern aus Kohlenstoff nanotubes heraus, die Einsatzbereiche für diese Technologie in der Lebensmittelindustrie, dem Gesundheitswesen und der Staatssicherheit öffnet.


Der aktuelle Fühler durch MIT-Forscher wird konstruiert, um Ammoniakgas zu entdecken, das bekannt, um eine industrielle giftige Chemikalie zu sein. Diese Forschung öffnet einen aufregenden neuen Pfad für das Anpassen von nanotube-basierten Fühlern des Kohlenstoffes für eine Reichweite der flüchtigen Gase. Ein Schlüsselprozeß in der Fälschung dieser Gasfühler bezieht mit ein, diese nanotubes im Dichlorobenzin, ein Lösungsmittel aufzulösen, das verwendet wird, um die nanotubes zu reinigen. Jedoch wenn das Dichlorobenzin ein chemisches Karzinogen ist, wird dieser Prozess und nicht gefährlich, wie genau.

Die Forschung durch Katherine A. Mirica et al. (2012) prüfte den Bleistift, der das Kohlenstoff nanotube Pulver enthält, indem sie eine Zeile auf ein Blatt Papier gemacht aus Goldpartikeln heraus einschrieb (das Goldblatt entband die Elektrodenelemente, um der elektrischen Leitfähigkeitsbewegung durch die eingeschriebenen Fühler zu helfen). Anwendung eines elektrischen Stroms zum Kohlenstoff nanotube Material, eine Spannung wird durch diese Zelle in Anwesenheit der Gaspartikel ausgeführt und wie früher in diesem Artikel erwähnt, wenn der elektrische Strom geändert wird, sie anzeigt, dass ein Gaspartikel zur Kohlenstoffzelle befestigt und den Fluss der elektrischen Energie geändert hat.

Zukünftige Forschung

Kohlenstoff nanotubes sind für die umgebende Umgebung empfindlich, weil sie strukturell zum Absorbieren von Gaspartikeln fähig sind. Aus diesem Grund sollte sich weitere Forschung auf das thermopower, Widerstand und die Dichte des nanotube Komplexes konzentrieren, zum bereitzustellen eines tieferen Verständnisses von, wie diese Parameter den elektrischen Widerstand dieses Materials beeinflussen können und außerdem wie Umgebungsbedingungen die Empfindlichkeit zu solchen Kohlenstoff-basierten Fühlern auch auswirken konnten.

Wegen des inhärenten Formulars und der Zelle von Kohlenstoff nanotubes, hat dieses Material etwas eindrucksvollen Fortschritt sagen lassen, dass es eine Geschichte von weniger als 20 Jahren in seiner Anwendung hat. Es gibt verschiedene Methoden zu Integrierungsnanotubes mit verschiedenen Fühlern über Prozesse wie direkt-wachsendes, Absinkenabsetzung, Drucken, Usw.

Wie erwähnt, ist die Reinigungsmethode für nanotubes gefährlich und kann unzuverlässig sein, die die Produktion solcher Fühler in großem Rahmen eine teure Operation macht.  Zukünftige Herausforderungen zielen darauf ab, die zuverlässigen und effizienten Methoden zu finden, zum von Kohlenstoff nanotube Material ohne für den Menschen und das nanostructure gefährlich zu sein zu reinigen.

Bezüge


Date Added: Oct 12, 2012 | Updated: Nov 2, 2012

Last Update: 2. November 2012 08:35

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