कार्बन नैनोट्यूब

परिचय

कार्बन नैनोट्यूब एक-आयामी कार्बन नैनोमटेरियल हैं जो रोल्ड ग्रेफाइटिक शीट्स से निर्मित होते हैं, जिन्हें सामान्यतः सिंगल-वॉल्ड, डबल-वॉल्ड या मल्टी-वॉल्ड संरचनाओं के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। वे प्लास्टिक और उन्नत सामग्रियों में मूल्यवान हैं क्योंकि वे बहुत उच्च पहलू अनुपात को असाधारण विद्युत, तापीय और यांत्रिक प्रदर्शन के साथ जोड़ते हैं, जिससे वे पॉलिमर यौगिकों और मिश्रित प्रणालियों में महत्वपूर्ण प्रवाहकीय, सुदृढ़ीकरण और बहुक्रियाशील एडिटिव्स बन जाते हैं।

पहली बार 1991 में पहचाने गए, कार्बन नैनोट्यूब नैनोसाइंस में एक प्रमुख विषय बन गए क्योंकि उनकी नैनोस्केल ज्यामिति और sp2-बॉन्डेड कार्बन नेटवर्क पारंपरिक कार्बन फिलर्स जैसे कार्बन ब्लैक या ग्रेफाइट से बिल्कुल अलग गुण उत्पन्न करते हैं। प्लास्टिक मूल्य श्रृंखला में, CNTs एक विशेष स्थान रखते हैं: वे थोक रेजिन नहीं हैं, बल्कि उच्च-प्रदर्शन सहायक हैं जिनका उपयोग कम लोडिंग पर चालकता, यांत्रिक सुदृढ़ीकरण, एंटीस्टैटिक व्यवहार, विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण, संवेदन कार्य और अन्यथा इंसुलेटिंग पॉलिमर में तापीय-प्रबंधन क्षमता बनाने के लिए किया जाता है।

उनकी व्यावसायिक भूमिका प्रयोगशाला जिज्ञासा से औद्योगिक एडिटिव तक विस्तारित हो गई है, विशेष रूप से प्रवाहकीय प्लास्टिक, बैटरी, कोटिंग्स, संरचनात्मक कंपोजिट और लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स में, हालांकि लागत, फैलाव, शुद्धता और व्यावसायिक-सुरक्षा चिंताएं अभी भी व्यापक अपनाने को सीमित करती हैं। चल रहा विकास स्केलेबल संश्लेषण, बेहतर फंक्शनलाइजेशन, कम-धूल मास्टरबैच और अधिक चक्रीय उत्पादन मार्गों पर केंद्रित है, जबकि स्थिरता बहस प्रदर्शन लाभों को ऊर्जा तीव्रता और जीवन-समाप्ति चुनौतियों के विरुद्ध तौलना जारी रखती है।

इतिहास और विकास

कार्बन नैनोट्यूब को सबसे पहले 1991 में सुमियो इजिमा द्वारा आर्क-डिस्चार्ज प्रयोगों के दौरान रिपोर्ट किया गया था जिसने मल्टी-वॉल्ड नैनोट्यूब उत्पन्न किए। प्रारंभिक कार्य ने CNTs को एक विशिष्ट कार्बन एलोट्रोप के रूप में स्थापित किया जिसमें ट्यूबलर नैनोस्ट्रक्चर और असाधारण गुण थे।

बाद का विकास दो समानांतर ट्रैक पर आगे बढ़ा:

• वैज्ञानिक लक्षण वर्णन, जिसमें चिरैलिटी, व्यास, दीवार संख्या, दोष घनत्व और इलेक्ट्रॉनिक व्यवहार शामिल है।
• औद्योगिक प्रसंस्करण, जिसमें स्केलेबल वाष्प-चरण संश्लेषण, शुद्धिकरण, ऑक्सीकरण, फंक्शनलाइजेशन और पॉलिमर मास्टरबैच तथा फैलाव में शामिल करना शामिल है।

व्यावसायिक रुचि तेजी से बढ़ी जब यह स्पष्ट हो गया कि CNTs बहुत कम सांद्रता पर चालकता और सुदृढ़ीकरण प्रदान कर सकते हैं, विशेष रूप से थर्मोप्लास्टिक्स, इलास्टोमर्स, कोटिंग्स और बैटरी इलेक्ट्रोड में। हाल के कार्य लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स, पारदर्शी प्रवाहकीय फिल्मों, सेंसर, विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण और अगली पीढ़ी के ऊर्जा-भंडारण प्रणालियों पर केंद्रित रहे हैं।

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