Awal cerita ini telah diberitahu berkali-kali. Pada tahun 1985, sebuah pertemuan peristiwa menyebabkan percobaan tak terduga dan tidak terencana dengan jenis baru mikroskop mengakibatkan penemuan molekul baru yang terbuat dari karbon murni - ahli kimia unsur yang sangat merasa tidak ada yang lebih untuk belajar tentang. Buckyballs - atom karbon disusun dalam enam puluh bentuk bola - telah ditemukan dan dunia kimia, belum lagi dunia fisik dan materi, tidak akan pernah sama. Sebuah Filler serbaguna untuk Plastik Sifat mekanik (kekakuan, kekuatan, ketangguhan), termal dan listrik bahan buckytube murni memungkinkan banyak aplikasi, dari baterai dan sel bahan bakar untuk serat dan kabel untuk farmasi dan bahan biomedis. Skor dari aplikasi tambahan muncul ketika orang berpikir tentang pencampuran nanotube dengan bahan lain untuk meningkatkan sifat yang ada atau untuk menyediakan yang baru. Menggunakan nanotube sebagai pengisi dalam termoplastik dan termoset, misalnya, telah dibahas selama beberapa tahun, dan hanya baru-baru menjalani pemeriksaan yang cepat dan pembangunan sebagai jumlah yang cukup tinggi bahan berkualitas buckytube menjadi tersedia untuk memungkinkan penyelidikan tersebut. Salah satu perkembangan teknologi yang paling penting dari paruh terakhir abad kedua puluh adalah penggantian besar logam dengan plastik. Sebagian besar dari penggantian ini telah dalam aplikasi struktural, di mana plastik telah direkayasa untuk mengungguli baja dan logam struktural lainnya dengan memberikan kekuatan yang memadai atau kekakuan pada berat badan rendah dan biaya. Sebuah properti kunci yang logam akan selalu memiliki lebih dari plastik, bagaimanapun, adalah dalam konduktivitas listrik. Plastik merupakan isolator listrik luar biasa baik, bahkan, properti ini menimbulkan banyak penggunaan yang paling luas dan penting dari plastik. Namun demikian, aplikasi untuk plastik akan diperluas secara substansial jika ada solusi yang baik untuk membuat bahan-bahan konduktif. Aplikasi Baru Daerah ini aplikasi termasuk: antistatik, disipatif elektrostatik, dan elektromagnetik melindungi dan menyerap bahan. Interferensi elektromagnetik dan interferensi frekuensi radio (EMI / RFI) perisai, misalnya, sangat penting dalam komputer laptop, ponsel, pager dan perangkat elektronik portabel untuk mencegah interferensi dengan dan dari peralatan elektronik lainnya. Saat ini, tidak ada bahan plastik cocok untuk tujuan ini, dan logam, dalam satu bentuk atau lain, biasanya ditambahkan untuk menyediakan fungsi ini dalam kasus peralatan elektronik, memaksakan berat badan yang besar dan biaya manufaktur. Konduktif listrik Plastik Untuk beberapa aplikasi, plastik telah dimuat dengan bahan konduktif selama bertahun-tahun untuk memberikan konduktivitas. Pengisi yang paling umum adalah karbon hitam, yang relatif murah dan bekerja dengan baik dalam banyak aplikasi. Kritis Memuat Salah satu kelemahan untuk karbon hitam sebagai pengisi konduktif, bagaimanapun, adalah beban tinggi yang diperlukan untuk memberikan tingkat konduktivitas yang diinginkan. Hal ini juga diketahui bahwa konduktivitas isolator diisi, seperti resin polimer, meningkat dengan pembebanan pengisi dalam kurva S-klasik. Artinya, sampai pemuatan kritis, perubahan konduktivitas massal kecil, tetapi meningkat sangat pesat pada pengisi menambahkan hanya sedikit lebih. Hal ini karena konduktivitas massal tinggi memerlukan kehadiran banyak jalur konduktif panjang, yang diperoleh hanya ketika loading yang begitu tinggi sehingga ketika acak, partikel konduktif (misalnya, karbon hitam) kemungkinan untuk membentuk rantai panjang. Ambang batas kritis ini memuat sebenarnya berkali-kali lebih tinggi daripada akan diperlukan jika entah bagaimana partikel-partikel ini bisa ditempatkan dalam posisi yang optimal untuk membentuk rantai panjang dengan loading yang minimal. Tapi, tentu saja, menjadi sub-mikron dalam ukuran, ini tidak dapat dilakukan. Banyak karbon hitam yang terbuang di redundansi yang dibutuhkan untuk membangun di atas ambang batas di mana rantai panjang bentuk. Juga terkenal adalah fakta bahwa ambang batas kritis memuat menurun secara drastis sebagai rasio aspek (panjang terhadap lebar) dari kenaikan partikel pengisi. Hal ini karena partikel lagi menempuh jarak yang lebih besar dari jalur konduktif, sedangkan karbon hitam, yang bulat, telah membentuk rantai menyentuh partikel untuk menutupi jarak yang pengisi berbentuk serat akan menutupi dengan sendirinya. Mengapa pengisi memuat penting? Selain dari tabungan berat, ketika plastik yang sarat dengan karbon hitam di 30,, 40 bahkan 50% volume, yang sering tingkat yang diperlukan untuk mencapai konduktivitas massal yang diinginkan, sifat mekanik dari komposit rusak parah. Seringkali tidak bisa digunakan sama sekali, dan biasanya tidak lagi mouldable, yang sering properti yang paling penting dari bagian-bagian plastik. Buckytubes Sebagai Solusi Buckytubes menawarkan solusi. Pertama, buckytubes adalah konduktor listrik yang luar biasa, seperti dijelaskan di atas. Tidak polimer adalah konduktor yang lebih baik dan tidak ada yang lebih baik adalah mungkin ditemukan. (Jadi yang disebut polimer konduktif, kelas rantai panjang molekul terkonjugasi dengan tulang punggung, akan lebih baik digambarkan sebagai molekul resistor;. mereka secara intrinsik semikonduktor) Kedua, buckytubes memiliki rasio aspek fenomenal tinggi. Tabung individu sekitar 1 nm dalam diameter (sekitar setengah diameter DNA, dan sekitar 1 / 10, 000 th diameter serat grafit), dan 100-1000 nm panjang. Dengan demikian, rasio aspek adalah sekitar 100-1000 buckytubes, dibandingkan dengan sekitar 1 untuk partikel karbon hitam. Ini sudah perubahan permainan sepenuhnya, dengan mendorong tingkat pembebanan kritis ke bawah, seperti dijelaskan di atas. Akhirnya, buckytubes alami membentuk, sebenarnya lahir dengan, morfologi yang mungkin ideal untuk aplikasi filler konduktif. Buckytubes merakit diri menjadi "tali" puluhan hingga ratusan tabung sejajar, berjalan berdampingan, percabangan dan penggabungan. Ketika diperiksa oleh mikroskop elektron, adalah sangat sulit untuk menemukan akhir dari salah satu tali. Dengan demikian, tali bentuk alami jalur konduktif sangat panjang yang dapat dimanfaatkan dalam pembuatan komposit diisi elektrik konduktif. Indikasi awal adalah bahwa pembebanan secara dramatis lebih rendah dari buckytubes yang diperlukan untuk mencapai tingkat tertentu konduktivitas daripada untuk pengisi konduktif lainnya. Peluang Kesempatan untuk plastik konduktif, serta termoset, penuh dengan buckytubes berlimpah. Beban sangat rendah (<0,1%) menyediakan untuk aplikasi disipatif antistatik dan elektrostatik. Salah satu contoh adalah dalam lukisan bagian tubuh mobil, yang semakin terbuat dari plastik. Karena mereka isolator, bagian plastik mengisi, yang menyebabkan mereka untuk mengusir elektrostatis tetesan cat terbentuk di semprot-lukisan dari bagian tubuh. Hal ini menghasilkan banyak cat terbuang, yang baik merupakan ekonomi dan masalah lingkungan. Sebuah mantel primer konduktif dapat diterapkan, tapi itu langkah pengolahan ekstra juga cukup mahal. situasi yang ideal adalah untuk membuat bagian sendiri cukup konduktif untuk menguras biaya membangun dengan menghubungkan bagian ke tanah selama proses pengecatan. Daerah lain yang luas dari aplikasi untuk diisi buckytube-plastik di EMI / RFI shielding, yang telah menggunakan, seperti dijelaskan di atas, dalam elektronik portabel, dan aplikasi pertahanan. Jika, seperti yang tampak mungkin, redaman radiasi elektromagnetik yang baik dapat dicapai pada beban buckytube pada urutan 1% atau kurang, stabilitas mekanik yang baik harus dipertahankan, yang memungkinkan untuk dibentuk. Hal ini akan mewakili terobosan signifikan dalam plastik dan memungkinkan memperluas penggunaan mereka. Pertahanan lainnya menggunakan komposit buckytube yang sama signifikan seperti radar-menyerap atau memodifikasi bahan untuk pesawat dan rudal. Area aplikasi hanya dijelaskan memanfaatkan konduktivitas listrik buckytubes mana mereka memberikan kontribusi nilai tambah tertinggi. Namun, ada janji besar dalam pengembangan aplikasi yang mengeksploitasi sifat termal dan mekanik buckytubes juga. Seperti aplikasi listrik dijelaskan di sini, kemungkinan yang membingungkan pikiran. Menantikan! |