কাৰ্বন নেন'টিউব

কাৰ্বন নেন'টিউব হৈছে কাৰ্বনৰ এটি প্ৰতিৰূপ, যি চিলিণ্ডাৰ আকৃতিত উপলব্দ। স্থিতিস্থাপকতা ইয়াৰ প্ৰধান বৈশিষ্ট্য। ই দুটা প্ৰকাৰত উপলব্ধ: (১) চিংগল ৱাল নেন'টিউব বা এক স্তৰ বিশিষ্ট নেন'টিউব হৈছে যাৰ ব্যাসৰেখা নেন'মিটাৰত, তাৰ সমষ্টিয়ে বা ছিংগল ৱাল কাৰ্বন নেনটিউবছ বা এক স্তৰ বিশিষ্ট। (২) বহু-স্তৰ বিশিষ্ট বা মাল্টি ৱাল কাৰ্বন নেনটিউব য'ত এক স্তৰীয় নেন'টিউববোৰ ভাণ-ডাৰৱাল বলৰ জৰিয়তে গছৰ গাৰ চাপৰ নিচিনা আকৃতিৰে জোৰা লাগি থাকে। লেজাৰ অপসাৰণ পদ্ধতিৰে নেন'টিউব প্ৰস্তুত কৰা যায়। জাপানী পদাৰ্থবিদ সুমিও ইজিমা য়ে প্ৰথমে কাৰ্বন নেন'টিউব আৱিষ্কাৰ কৰিছিল।
কাৰ্বন নেন'টিউব ( CNT ) হৈছে কাৰ্বনৰ দ্বাৰা নিৰ্মিত নলী যাৰ ব্যাসৰ নেন'মিটাৰ পৰিসৰ ( nanoscale ) । কাৰ্বনৰ অন্যতম এলোট্ৰপ ৷

একক বেৰৰ কাৰ্বন নেন'টিউবৰ ( SWCNTs ) ব্যাস প্ৰায় ০.৫–২.০ নেন'মিটাৰ , যিটো মানুহৰ চুলিৰ প্ৰস্থতকৈ প্ৰায় ১ লাখ গুণ সৰু। ফুটা চিলিণ্ডাৰ গঠন কৰিবলৈ গুটিয়াই গুটিয়াই দ্বিমাত্ৰিক গ্ৰেফিন শ্বীটৰ পৰা কাটাআউট হিচাপে আদৰ্শ হিচাপে ল’ব পাৰি।

বহু-বেৰযুক্ত কাৰ্বন নেন'টিউব ( MWCNTs ) এটা বাহৰ দ্বাৰা গঠিত একক-বেৰৰ কাৰ্বন নেন'টিউব ৰ দ্বাৰা গঠিত। দুটা আৰু ত্ৰিবেৰৰ কাৰ্বন নেন'টিউব MWCNT ৰ বিশেষ ক্ষেত্ৰ। কাৰ্বন নেন'টিউবে উল্লেখযোগ্য ধৰ্ম প্ৰদৰ্শন কৰিব পাৰে, যেনে ব্যতিক্ৰমী টান শক্তি আৰু তাপ পৰিবাহীতা কাৰণ ইয়াৰ নেন'গাঁথনি আৰু কাৰ্বন পৰমাণুৰ মাজৰ বন্ধনৰ শক্তি । কিছুমান SWCNT গঠনে উচ্চ বৈদ্যুতিক পৰিবাহীতা প্ৰদৰ্শন কৰে আনহাতে আন কিছুমান অৰ্ধপৰিবাহী । ইয়াৰ উপৰিও কাৰ্বন নেন'টিউবক ৰাসায়নিকভাৱে পৰিৱৰ্তন কৰিব পাৰি। এই ধৰ্মসমূহ প্ৰযুক্তিৰ বহু ক্ষেত্ৰত মূল্যৱান হ'ব বুলি আশা কৰা হৈছে, যেনে ইলেক্ট্ৰনিক্স , অপটিক্স , কম্পোজিট পদাৰ্থ ( কাৰ্বন ফাইবাৰৰ সলনি বা পৰিপূৰক ), নেন'প্ৰযুক্তি আৰু পদাৰ্থ বিজ্ঞানৰ অন্যান্য প্ৰয়োগ ।

SWCNTs ৰ বাবে ভৱিষ্যদ্বাণী কৰা ধৰ্মসমূহ প্ৰলোভনজনক আছিল, কিন্তু ইয়াক সংশ্লেষণৰ পথৰ অভাৱ আছিল ১৯৯৩ চনলৈকে, যেতিয়া NEC আৰু Bethune et al. আই বি এম-এ স্বতন্ত্ৰভাৱে আৱিষ্কাৰ কৰিছিল যে সহ-বাষ্পীভৱনকাৰী কাৰ্বন আৰু পৰিৱৰ্তন ধাতু যেনে লোহা আৰু কোবাল্টে বিশেষভাৱে SWCNT গঠনক অনুঘটক হিচাপে কাম কৰিব পাৰে। এই আৱিষ্কাৰসমূহে গৱেষণাৰ সূচনা কৰে যিয়ে অনুঘটক উৎপাদন কৌশলৰ কাৰ্যক্ষমতা বহু পৰিমাণে বৃদ্ধি কৰাত সফল হয় আৰু SWCNT সমূহৰ বৈশিষ্ট্য নিৰ্ণয় আৰু প্ৰয়োগ বিচাৰি উলিওৱাৰ কামৰ বিস্ফোৰণৰ সূচনা কৰে।

SWNT সমূহৰ গঠন

একাধিক ছবি
image1 = জিগজেগCNT.png
caption1 = জিগজেগ নেন'টিউব, বিন্যাস (8, 0)
image2 = আৰ্মচেয়াৰCNT.png
caption2 = আৰ্মচেয়াৰ নেন'টিউব, কনফিগাৰেচন (4, 4)

মূল বিৱৰণ

আদৰ্শ (অসীম দীঘল) একক বেৰৰ কাৰ্বন নেন'টিউবৰ গঠন হ'ল অসীম চিলিণ্ডাৰ|নলাকাৰ পৃষ্ঠত অংকন কৰা নিয়মীয়া ষড়ভুজ জালিৰ গঠন, যাৰ শিৰোমণি কাৰ্বন পৰমাণুৰ অৱস্থান। যিহেতু কাৰ্বন-কাৰ্বন বান্ধনীৰ দৈৰ্ঘ্য মোটামুটিভাৱে নিৰ্দিষ্ট, গতিকে চিলিণ্ডাৰৰ ব্যাস আৰু ইয়াৰ ওপৰত থকা পৰমাণুৰ বিন্যাসৰ ওপৰত বাধাৰ সৃষ্টি হয়।

নেন'টিউবৰ অধ্যয়নত গ্ৰেফিনৰ দৰে জালিত জিগজেগ পথক পথ হিচাপে সংজ্ঞায়িত কৰা হয় যিটো প্ৰতিটো বন্ধনৰ মাজেৰে খোজ দিয়াৰ পিছত বাওঁ আৰু সোঁফালে পৰ্যায়ক্ৰমে ৬০ ডিগ্ৰী ঘূৰি থাকে। আৰ্মচেয়াৰৰ পথ এটাক ৬০ ডিগ্ৰীৰ দুটা বাওঁফালে ঘূৰি আৰু তাৰ পিছত প্ৰতি চাৰিটা খোজৰ মূৰে মূৰে দুটা সোঁফালে ঘূৰি যোৱা পথ বুলিও সংজ্ঞায়িত কৰাটো গতানুগতিক। কিছুমান কাৰ্বন নেন’টিউবত টিউবটোৰ চাৰিওফালে যোৱা এটা বন্ধ জিগজেগ পথ থাকে। এজনে কয় যে টিউবটো জিগজেগ টাইপ বা কনফিগাৰেচনৰ, বা কেৱল এটা জিগজেগ নেন'টিউব। যদি টিউবটোক ইয়াৰ পৰিৱৰ্তে বন্ধ আৰ্মচেয়াৰৰ পথেৰে আগুৰি থাকে, তেন্তে ইয়াক আৰমচেয়াৰ টাইপ, বা আৰমচেয়াৰ নেন'টিউব বুলি কোৱা হয়। জিগজেগ (বা আৰ্মচেয়াৰ) ধৰণৰ এটা অসীম নেন'টিউব সম্পূৰ্ণৰূপে বন্ধ জিগজেগ (বা আৰ্মচেয়াৰ) পথৰে গঠিত, ইটোৱে সিটোৰ লগত সংযুক্ত।
জিগজেগ আৰু আৰ্মচেয়াৰ কনফিগাৰেচন একমাত্ৰ গঠন নহয় যিটো একক বেৰৰ নেন’টিউবত থাকিব পাৰে। সাধাৰণ অসীম দীঘল নলীৰ গঠন বৰ্ণনা কৰিবলৈ কল্পনা কৰিব লাগে যে ইয়াক ইয়াৰ অক্ষৰ সমান্তৰালভাৱে কাটি পেলোৱা এটা কাটি খোলা হয়, যিটো কোনো পৰমাণু Aৰ মাজেৰে যায়, আৰু তাৰ পিছত সমতলত সমতলভাৱে খুলি দিয়া হয়, যাতে ইয়াৰ পৰমাণু আৰু... বন্ধনবোৰ কাল্পনিক গ্ৰেফিন শ্বীটৰ সৈতে মিল খায়—অধিক নিখুঁতভাৱে ক’বলৈ গ’লে, সেই শ্বীটৰ এটা অসীম দীঘল ফিটাৰ সৈতে। A পৰমাণুৰ দুটা অৰ্ধেক অংশ ষ্ট্ৰিপৰ বিপৰীত প্ৰান্তত, গ্ৰেফিনৰ দুটা পৰমাণু A1 আৰু A2ৰ ওপৰত শেষ হ'ব। A1ৰ পৰা A2লৈকে ৰেখাডাল A পৰমাণুৰ মাজেৰে যোৱা চিলিণ্ডাৰটোৰ পৰিধিৰ সৈতে মিল খাব, আৰু ষ্ট্ৰিপটোৰ প্ৰান্তৰ লগত লম্ব হ'ব। গ্ৰেফিন জালিত পৰমাণুবোৰক ইহঁতৰ তিনিটা বান্ধনীৰ দিশৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰি দুটা শ্ৰেণীত বিভক্ত কৰিব পাৰি। আধা পৰমাণুৰ তিনিটা বান্ধোন একে দিশত নিৰ্দেশিত আৰু আধা পৰমাণুৰ তিনিটা বান্ধোন প্ৰথমাৰ্ধৰ তুলনাত ১৮০ ডিগ্ৰী ঘূৰি থাকে। চিলিণ্ডাৰত থকা একেটা পৰমাণু Aৰ সৈতে মিল থকা A1 আৰু A2 পৰমাণুবোৰ একে শ্ৰেণীত থাকিব লাগিব। ইয়াৰ পৰা অনুমান কৰিব পাৰি যে নলীৰ পৰিধি আৰু ষ্ট্ৰিপৰ কোণ ইচ্ছাকৃত নহয়, কাৰণ ইহঁত একে শ্ৰেণীৰ গ্ৰেফিন পৰমাণুৰ যোৰ সংযোগ কৰা ৰেখাবোৰৰ দৈৰ্ঘ্য আৰু দিশৰ ওপৰত বান্ধ খাই থাকে।

u আৰু v দুটা [[

ৰৈখিক নিৰ্ভৰশীলতা|ৰৈখিকভাৱে স্বাধীন ভেক্টৰ হওক যিয়ে গ্ৰেফিন পৰমাণু A1ক ইয়াৰ দুটাৰ সৈতে সংযোগ কৰে একে বন্ধন দিশৰ ওচৰৰ পৰমাণু। অৰ্থাৎ যদি কোনোবাই C1 ৰ পৰা C6 লৈকে গ্ৰেফিন কোষৰ চাৰিওফালে একেৰাহে কাৰ্বন সংখ্যা কৰে, তেন্তে u C1 ৰ পৰা C3 লৈ ভেক্টৰ হ'ব পাৰে, আৰু v। C1 ৰ পৰা C5 লৈ ভেক্টৰ হওক। তাৰ পিছত A1ৰ সৈতে একে শ্ৰেণীৰ আন যিকোনো পৰমাণু A2ৰ বাবে A1ৰ পৰা A2লৈ ভেক্টৰটো ৰৈখিক সংমিশ্ৰণ n হিচাপে লিখিব পাৰি। ' u + m v, য'ত n আৰু m পূৰ্ণসংখ্যা। আৰু, ইয়াৰ বিপৰীতে, প্ৰতিটো পূৰ্ণসংখ্যাৰ যোৰে (n,m) A2 ৰ বাবে এটা সম্ভাৱ্য অৱস্থান সংজ্ঞায়িত কৰে।

আটাইতকৈ পাতল ফ্ৰীষ্টেণ্ডিং একক বেৰৰ কাৰ্বন নেন'টিউবৰ ব্যাস প্ৰায় ০.৪৩ nm। গৱেষকসকলে পৰামৰ্শ দিছিল যে ই হয় (৫,১) বা... (৪,২) SWCNT, কিন্তু কাৰ্বন নেন'টিউবৰ সঠিক প্ৰকাৰ প্ৰশ্নবোধক হৈয়েই আছে। (3,3), (4,3), আৰু (5,1) কাৰ্বন নেন'টিউব (সকলোৰে ব্যাস প্ৰায় 0.4 nm) ব্যৱহাৰ কৰি নিৰ্দ্বিধায় চিনাক্ত কৰা হৈছিল ডাবল-ৱালযুক্ত চিএনটিৰ ভিতৰত বিচ্যুতি-সংশোধিত উচ্চ-ৰিজ'লিউচন ট্ৰেন্সমিছন ইলেক্ট্ৰন মাইক্ৰস্কোপি।

আটাইতকৈ সংকীৰ্ণ উদাহৰণ

যদি n আৰু m অতি সৰু হয়, তেন্তে যোৰটোৱে বৰ্ণনা কৰা গঠনে (n,m) এনে এটা অণুৰ বৰ্ণনা কৰিব যিটোক যুক্তিসংগতভাৱে "নলী" বুলি ক'ব নোৱাৰি, আৰু... আনকি সুস্থিৰও নহ’বও পাৰে। উদাহৰণস্বৰূপে, যোৰ (১,০) (সীমিত "জিগজেগ" ধৰণ) দ্বাৰা তাত্ত্বিকভাৱে বৰ্ণনা কৰা গঠনটো কেৱল কাৰ্বনৰ শৃংখল হ'ব। সেইটো এটা প্ৰকৃত অণু, carbyne; যাৰ নেন'টিউবৰ কিছুমান বৈশিষ্ট্য আছে (যেনে কক্ষপথৰ সংকৰকৰণ, উচ্চ টান শক্তি আদি) — কিন্তু ইয়াৰ কোনো ফুটা স্থান নাই, আৰু ঘনীভূত পৰ্যায় হিচাপে পোৱা নাযায়। যোৰটোৱে (২,০) তাত্ত্বিকভাৱে সংযুক্ত ৪-চক্ৰৰ শৃংখল এটা দিব; আৰু (১,১), সীমিত "আৰ্মচেয়াৰ" গঠনে দ্বি-সংযুক্ত ৪-ৰিঙৰ শৃংখল উৎপন্ন কৰিব। এই গঠনবোৰ হয়তো বাস্তৱায়িত নহ’বও পাৰে।

ঘনত্ব

২০১৩ চনত চিএনটিৰ সৰ্বোচ্চ ঘনত্ব লাভ কৰা হৈছিল, যিটো পৰিবাহী টাইটানিয়াম-আৱৰণযুক্ত তাম পৃষ্ঠত বৃদ্ধি কৰা হৈছিল যিটো সহ-অনুঘটক কোবাল্ট আৰু মলিবডিনাম এ সাধাৰণ উষ্ণতা ৪৫০ °Cতকৈ কম। নলীবোৰৰ গড় উচ্চতা আছিল ৩৮০ nm আৰু ভৰ ঘনত্ব ১.৬ গ্ৰাম চে.মি.−৩। এই পদাৰ্থটোৱে ওমিক পৰিবাহীতা দেখুৱাইছিল (সৰ্বনিম্ন প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা ~২২ কিলোগ্ৰাম)।

ভিন্নতা

বৈজ্ঞানিক সাহিত্যত কাৰ্বন নেন'টিউবৰ বৰ্ণনা কৰা কিছুমান শব্দৰ ওপৰত কোনো একমত নাই: "-দেৱাল" আৰু "-বেৰযুক্ত" দুয়োটাকে "একক", "দ্বিগুণ", "ত্ৰিগুণ", বা "বহু"ৰ সৈতে সংযুক্তভাৱে ব্যৱহাৰ কৰা হৈছে, আৰু... সংক্ষিপ্ত ৰূপত C আখৰটো প্ৰায়ে বাদ দিয়া হয়, যেনে, বহু-দেৱালযুক্ত কাৰ্বন নেন'টিউব (MWNT)। আন্তঃৰাষ্ট্ৰীয় প্ৰামাণিক সংস্থা এ ইয়াৰ দস্তাবেজসমূহত একক-দেৱাল বা বহু-দেৱাল ব্যৱহাৰ কৰে।

বহু-বেৰযুক্ত নেন’টিউব (MWNT) গ্ৰেফিনৰ একাধিক ৰোল্ড স্তৰ (কেন্দ্ৰীয় নলী)ৰে গঠিত। বহু বেৰৰ নেন’টিউবৰ গঠন বৰ্ণনা কৰিবলৈ দুটা মডেল আছে। Matryoshka doll|Russian Doll মডেলত গ্ৰেফাইটৰ শ্বীটবোৰ সমকেন্দ্ৰিক চিলিণ্ডাৰত সজোৱা হয়, যেনে, এটা ডাঙৰ (0,17) একক এটাৰ ভিতৰত এটা (0,8) একক-বেৰৰ নেন'টিউব (SWNT)। -দেৱালযুক্ত নেন'টিউব। Scroll (parchment)|Parchment মডেলত, এটা মাত্ৰ গ্ৰেফাইটৰ শ্বীট নিজৰ চাৰিওফালে গুটিয়াই লোৱা হয়, যিটো পাৰ্চমেণ্টৰ স্ক্ৰল বা গুটিয়াই লোৱা বাতৰি কাকতৰ দৰে। বহু বেৰৰ নেন’টিউবত আন্তঃস্তৰৰ দূৰত্ব গ্ৰেফাইটত গ্ৰেফিন স্তৰৰ মাজৰ দূৰত্বৰ ওচৰত, প্ৰায় ৩.৪ Å। ৰাছিয়ান পুতলাৰ গঠন বেছিকৈ দেখা যায়। ইয়াৰ ব্যক্তিগত খোলাবোৰক SWNT বুলি বৰ্ণনা কৰিব পাৰি, যিবোৰ ধাতৱ বা অৰ্ধপৰিবাহী হ’ব পাৰে। পৰিসংখ্যাগত সম্ভাৱনা আৰু ব্যক্তিগত নলীৰ আপেক্ষিক ব্যাসৰ ওপৰত নিষেধাজ্ঞাৰ বাবে, খোলাবোৰৰ এটা, আৰু এইদৰে গোটেই MWNT, সাধাৰণতে এটা শূন্য-ব্যৱধান ধাতু। ডাবল-বেলৰ কাৰ্বন নেন'টিউব (DWNT) সমূহে নেন'টিউবৰ এটা বিশেষ শ্ৰেণী গঠন কৰে কাৰণ ইয়াৰ মৰ্ফ'লজী আৰু ধৰ্ম SWNT ৰ দৰেই কিন্তু ই ৰাসায়নিক পদাৰ্থৰ আক্ৰমণৰ প্ৰতি অধিক প্ৰতিৰোধী। এইটো বিশেষকৈ গুৰুত্বপূৰ্ণ যেতিয়া ৰাসায়নিক কাৰ্য্যসমূহ গ্ৰাফ্ট কৰাটো প্ৰয়োজনীয় হয় নেন'টিউবৰ পৃষ্ঠভাগ (functionalization) CNT ত বৈশিষ্ট্য যোগ কৰিবলৈ। SWNT সমূহৰ সসঙ্কেত কাৰ্য্যকৰীকৰণে কিছুমান C=C ডাবল বণ্ড ভাঙি পেলাব, যাৰ ফলত নেন'টিউবত গঠনত "ফুটা" থাকিব আৰু এইদৰে ইয়াৰ যান্ত্ৰিক আৰু বৈদ্যুতিক দুয়োটা ধৰ্ম পৰিৱৰ্তন হ'ব। ডি ডব্লিউ এন টিৰ ক্ষেত্ৰত কেৱল বাহিৰৰ বেৰখনহে সংশোধন কৰা হয়। CCVD কৌশলৰ দ্বাৰা গ্ৰাম-স্কেলত DWNT সংশ্লেষণ প্ৰথমবাৰৰ বাবে ২০০৩ চনত প্ৰস্তাৱ কৰা হৈছিল মিথেন আৰু হাইড্ৰজেনত অক্সাইড দ্ৰৱৰ নিৰ্বাচিত হ্ৰাসৰ পৰা।