مقالات

با سیم و کابل نانوتیوب کربنی آشنا شوید!

سیم و کابل نانوتیوب کربنی

آنچه در دنیای مدرن امروز برای انتقال نیرو و داده ها لازم و ضروری به نظر می رسد، سیم و کابل هایی هستند که در انواع مختلف و با استفاده از فلزات و آلیاژهای گوناگونِ در دسترس ساخته می شوند اما آسیب پذیری این سیم ها باعث شد تا دانشمندان ایده ای تازه برای جایگزینی آنها داشته باشند. این جایگزینی در قالب سیم و کابل نانوتیوب کربنی بروز پیدا کرد و این نوع سیم و کابل ها به دلیل خواص فیزیکی و الکترونیکی منحصر به فردی که دارند بسیار کاربردی اند.

در ادامه به بررسی دقیق تر کابل ها و سیم های نانوتیوب کربنی که اختصاراً Carbon-nano tube) CNT) نامیده می شوند می پردازیم.

منظور از سیم و کابل نانوتیوب کربنی چیست؟

در بررسی سیم و کابل های نانوتیوب کربنی نیاز به توضیح است که این کابل ها با داشتن ویژگی های خاص خود جایگزین سایر هادی های فلزی شده اند و در کابل کواکسیال، یو اس بی و اترنت به کار برده می شوند.

در کابل های کواکسیال که برای جابجایی فلزات و حمل و نقل استفاده می شوند، مزایای استفاده از کابل های نانوتیوب کربنی همچون کاهش جرم کابل ( تا 50 درصد در برخی موارد) باعث برتری این سیم و کابل ها خواهد شد. در واقع برای تعریف CNT ها می توان گفت آنها لوله هایی از جنس کربن هستند که قطر آنها بر حسب نانومتر اندازه گیری می شود.

کابل نانوتیوب کربنی

نانوتیوب های کربنی انواع مختلفی دارند و در دو دسته تک جداره و دو جداره طبقه بندی می شوند که نوع تک جداره متشکل از یک استوانه تو خالی کربنی با اتصال اتم های کربن به شکل شش ضلعی های بهم پیوسته است و نوع دو جداره نیز از نانوتیوب های کربنی تک جداره به صورت تو در تو ساخته شده که ساختاری درختی را تشکیل می دهند.

چنین ساختاری یک شبکه مارپیج از اتم های کربن را با خاصیت پیوند یکپارچه بر روی سطوح بوجود می آورد و باعث ایجاد ویژگی هایی می شود که کارایی و کیفیت سیم و کابل ها را تا حد زیادی افزایش می دهد.

همچنین قطر دیواره نانوتیوب های کربنی از 100 نانومتر کمتر است. اما طول آن معمولا بسیار بیشتر از قطر آن است که گاه طول آنها بی نهایت فرض می شود و به همین دلیل اغلب طول نانوتیوب های کربنی گزارش داده نمی شود. قطر پایین این سیم های کربنی در نهایت باعث کاهش حجم شان خواهد شد و این قضیه صرفه اقتصادی و محیط زیستی زیادی به ارمغان می آورد.

تاریخچه سیم و کابل نانوتیوب کربنی

اینکه کشف سیم و کابل نانوتیوب کربنی به دست چه کسی یا چه کسانی صورت گرفته به طور دقیق مشخص نیست. اما تاریخچه آن به سر مقاله ای در سال 2006 بر می گردد که توسط مارک منتیوکس و ولادیمیر کوزنتسوف در یک مجله علمی، منشا نانوتیوب های کربنی شرح داده شده بود.

با این حال خیلی قبل تر از آن در سال 1952 دو شخص به نام های رادیوشکویج و لوکیانویچ تصاویری از تیوب های با قطر 50 میلی متر از کربن در مجله شیمی فیزیک روسیه منتشر کردند اما این کشف مورد توجه قرار نگرفت، چرا که زبان مقاله روسی بود و در آن زمان به دلیل وجود جنگ جهانی دوم، دسترسی دانمشندان غربی به مطبوعات شوروی محدود شده بود.

بنابراین در تاریخچه کشف نانوتیوب های کربنی، امتیاز کشف، به رادشکویچ و لوکیانوویچ می رسد که در خصوص رشته های کربنی توخالی با قطر نانومتر که امروزه نانوتیوب های کربنی نام دارند سخن به میان آورده اند.

تاریخچه سیم نانوتیوب کربنی

مزایای سیم و کابل نانوتیوب کربنی

آنچه با توجه به ویژگی های سیم و کابل نانوتیوب کربنی حائز اهمیت است این است که بتوان از این ویژگی ها در ساخت وسایل مرتبط با برق و دیتا استفاده کرد اما منظور از ویژگی های منحصر به فرد چیست؟

خواص قابل توجه پیوند اتم های کربن، باعث ایجاد پوسته های متحدالمرکز شده است، که باعث سبک وزنی، انعطاف پذیری و همچنین پایداری حرارتی بالا و رسانایی الکتریکی چشمگیری می شود. بنابراین از سیم و کابل نانوتیوب کربنی در سیم کشی برق، دستگاه های الکتریکی خانگی، ساخت هوایپما و حتی محصولات خودرویی استفاده می شود.

در واقع محققان دانشگاه کمبریج بر این باورند که نانوتیوب های کربنی می توانند به سیم ها و کابل های طویل تبدیل شوند که در مقایسه با سیم کشی های مسی سبک تر هستند( در حدود یک دهم مس). همچنین از دیگر مزایای نانوتیوب های کربنی، کاهش انرژی از دست رفته در طول انتقال انرژی الکتریکی است که این اتفاق غالبا در سیم کشی های مسی اتفاق می افتد. (برای خرید کابل مس خراسان الکتریک کلیک کنید).

در مقایسه با سیم های مسی که به دلیل قرارگیری در معرض هوای باز و اکسیژن مستعد خوردگی هستند و همین باعث خرابی سیستم در محصولات الکترونیکی می شود، نانوتیوب های کربنی رفتاری عکس آن را نشان می دهند و رقیب بسیار سرسختی برای سیم های مسی هستند.

آنچه مزایای سیم و کابل نانوتیوب کربنی را تا حدودی می تواند مختل کند؛ فرآیند تولید آنهاست که در هر روش خاص، رفتاری متفاوت از خود نشان می دهد از این رو پروفسور آلن ویندل از دانشگاه کمبریج، برای کمک به توسعه سیم کشی نانوتیوب های کربنی و تبدیل آن به رشته های بلند از فرآیند رسوب بخار شیمیایی استفاده کرد که یک فرآیند سنتز انتخابی است و نانوتیوب هایی با درجه خلوص بالا فراهم می آورد.

محرک فرآیند تولید سیم و کابل نانوتیوب کربنی، گوگرد است که برای جداسازی بین ذرات کاتالیزور و نانوتیوب های کربنی عمل می کند. (کاتالیزور برای سرعت بخشیدن به فرآیند تولید استفاده می شود، اما ترکیب آن با کربن از خلوص آن می کاهد). در نهایت با تشکیل نوارهای در هم تنیده از استوانه های کربنی، از هر کدام از این استوانه ها می توان سیمی به عرض 1 میلی متر تشکیل داد.

مزایا و کاربرد سیم و کابل نانوتیوب کربنی

کاربرد و موارد مصرف نانوتیوب های کربنی

در خصوص کاربرد سیم و کابل نانوتیوب کربنی، باید گفت که، سیم و کابل هایی که مبتنی بر آن ساخته شده اند؛ خواص الکتریکی بهتری را در شکلی سبک تر ارائه می دهند. اما آنچه امروزه قابل دستیابی است، محصولات CNT هستند. این محصولات با کاهش وزن می توانند عملکرد صحیحی برای استفاده در صنعت ارائه دهند

همچنین نخ ها، ورق ها و سیم های نانوتیوب کربنی در مقادیر تجاری موجود هستند اما برای تولید کابل های نانوتیوب کربنی چالش های زیادی وجود دارد و با وجود اینکه تامین کنندگان CNT در حال افزایش هستند اما باز هم تولید کابل های مبتنی بر نانوتیوب کربن زمان زیادی می برد.

سخن پایانی

حال که با ویژگی های سیم و کابل نانوتیوب کربنی آشنا شدید، راحت تر می توانید برای خرید سیم و کابل اقدام نمایید. یکی از بهترین گزینه ها برای تهیه سیم و کابل، برند خراسان الکتریک می باشد. اگر مایل به خرید سیم و کابل خراسان الکتریک هستید می توانید با شماره های 02133114455 و 09125677598  تماس حاصل نمایید.

سوالات متداول

  • سیم و کابل نانوتیوب کربنی چه ویژگی هایی دارد؟

از جمله ویژگی های این سیم و کابل می توان به: رسانایی الکتریکی بالا، پایداری حرارتی بالا، سبک وزن بودن، انعطاف پذیری بالا، کاهش هدر رفت انرژی در مسیرهای طولانی و مقاوم بودن اشاره کرد.

  • سیم و کابل ناتیوب کربنی به چند دسته تقسیم می شوند؟

نانوتیوب های کربنی انواع مختلفی دارند و در دو دسته تک جداره و دو جداره طبقه بندی می شوند که نوع تک جداره متشکل از یک استوانه تو خالی کربنی با اتصال اتم های کربن به شکل شش ضلعی های بهم پیوسته است و نوع دو جداره نیز از نانوتیوب های کربنی تک جداره به صورت تو در تو ساخته شده که ساختاری درختی را تشکیل می دهند

۱
۲
۳
۴
۵
میانگین امتیازات ۴.۸ از ۵
از مجموع ۴ رای
بازگشت به لیست

5 دیدگاه در “با سیم و کابل نانوتیوب کربنی آشنا شوید!

  1. محسن گفت:

    خسته نباشید
    چطور میتونم از شما سیم و کابل بخرم؟

    1. maryam گفت:

      سلام و درود
      برای خرید سیم و کابل می توانید محصولات ما را مشاهده کنید سپس با شماره هایی که در سایت قرار داده شده تماس حاصل نمایید.

  2. هیچکس گفت:

    عالی

  3. Javad گفت:

    کابل مسی هم دارید؟

    1. maryam گفت:

      سلام و درود
      بله برای مشاهده و خرید کابل مس روی لینک کلیک کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *