# கார்பன் நானோகுழாய்

## பண்புகள்

### நச்சுத்தன்மை

#### சிறந்த-வளர்ச்சி CVD

சிறந்த-வளர்ச்சி CVD (நீர்-உதவியுடனான இரசாயன நீராவிப் படிதல்) செயல்பாடு கெஞ்ஜி ஹாட்டா, சுமியோ இய்ஜிமா மற்றும் ஜப்பானில் உள்ள AIST இல் பணிபுரியும் சக-பணியாளர்களால் உருவாக்கப்பட்டது. இந்த செயல்பாட்டில், CVD அணு உலையில் கூடுதலான நீரால் வினையூக்கியின் நடவடிக்கை மற்றும் வாழ்நாள் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது. அடர்த்தியான மில்லிமீட்டர்-உயர நானோகுழாய் "காடுகள்", வினையூக்கிகளுக்கு சாதாரணமாக வரிசையாக்கப்பட்டு உருவாக்கப்பட்டன. அந்தக் காடுகளின் வளர்ச்சி விகிதம் பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தப்படுகிறது,  
: <math> H(t) = {\beta}{\tau}_o ({1 - e^{-t / {\tau}_o}}) .</math>  
இந்த சூத்திரத்தில், β என்பது ஆரம்ப வளர்ச்சி விகிதம் மற்றும் <math>{\tau}_o </math>என்பது பண்புரு வினையூக்கி வாழ்நாள் ஆகும்.  
அதன் குறிப்பிட்ட புறப்பரப்பு 1000 மீ<sup>2</sup>/கி (மூடிய) அல்லது 2000 மீ<sup>2</sup>/கி (மூடப்படாத) விட உயர்வாக இருந்தது, இது HiPco மாதிரிகளுக்கான மதிப்பான 520 மீ<sup>2</sup>/கி விட மேம்பட்டதாக இருக்கிறது. தொகுப்பு செயல்திறன் லேசர் நீக்க முறையை விட சுமார் 100 மடங்கு அதிகமானதாக இருக்கிறது. 2004 ஆம் ஆண்டு இந்த முறையில் 2.5 மிமீ உயரமுடைய SWNT காடுகளை உருவாக்குவதற்கான நேரம் 10 நிமிடங்களாக இருந்தது. அந்த SWNT காடுகளை வினையூக்கிகளில் இருந்து எளிதாகப் பிரிக்க முடியும், கூடுதலான தூய்மைப்படுத்துதல் இல்லாமலே உற்பத்தி செய்யப்பட்ட SWNT பொருள் (தூய்மை >99.98%) தெளிவானதாக இருக்கிறது. ஒப்பிடும் போது, வளர்ந்த HiPco CNTக்கள் சுமார் 30% உலோக தூய்மையின்மைகளைக் கொண்டுள்ளன; அதனால் இதை சிதறல் அல்லது மைய விலக்கல் மூலமாக சுத்தப்படுத்தும் போது நானோகுழாய்களில் சேதாரங்கள் ஏற்படும். சிறந்த-வளர்ச்சி செயல்பாடு இந்தப் பிரச்சினையைத் தடுக்க உதவுகிறது. உயர் அமைப்புடன் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட ஒற்றை-சுவர் நானோகுழாய் கட்டமைப்புகள் சிறந்த-வளர்ச்சி நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி வெற்றிகரமாக உருவாக்கப்பட்டன.  
அதன் அடர்த்தி 0.037 கி/செமீ<sup>3</sup> ஆகும். இதனைக் காண்கையில் அதன் அடர்த்தி குறைவாக இருக்கிறது, ஏனெனில் தூய்மைத்தனமை உயர்வாக இருக்கிறது, மேலும் வினையூக்கி உலோகத்தின் உட்பொருள் குறைவாக இருக்கிறது. இரும்பு (அடர்த்தி >7.87 கி/செமீ<sup>3</sup>) போன்ற அசுத்தங்கள் தரமான CNT இல் முக்கிய வினையூக்கிகளாக இருக்கின்றன, சாதாரண CVD அதிகபட்சமாக 17%த்தைக் கொண்டுள்ளது. ஆகையால், தற்போதைய CNT இல் (1.4~2.0 கி/செமீ<sup>3</sup>) அடர்த்தி அதிகமாக இருக்கிறது.  
இந்த முறை அடிப்படையில் CVD இன் மாறுபாடாக இருக்கிறது. ஆகையால், அது SWNT, DWNTக்கள் மற்றும் MWNTக்கள் ஆகியவை அடங்கிய பொருளாக வளர்வதற்கு சாத்தியம் இருக்கிறது, மேலும் வளர்ச்சி நிலைகளில் மாறுபாடு செய்வதன் மூலம் அதன் விகிதாச்சாரத்தை மாற்றலாம். அவற்றின் விகிதாச்சாரம் வினையூக்கியின் மெல்லிய தன்மையால் மாற்றமடையும். பல MWNTக்கள் உள்ளடங்கியிருக்கின்றன, அதனால் குழாயின் விட்டம் பரவலானதாக இருக்கிறது.  
செங்குத்தாக வரிசைப்படுத்தப்பட்ட நானோகுழாய் காடுகள் "ஜிப்பிங் விளைவில்" அவை கரைப்பான் மற்றும் உலர்தலில் மூழ்கவைக்கும் போதிருந்து இருந்து தொடங்கியது. ஜிப்பிங் விளைவு கரைப்பானின் புறப்பரப்பு விரைப்பு மற்றும் கார்பன் நானோகுழாய்களுக்கு இடையில் வேன் டெர் வால்ஸ் ஆற்றல்கள் ஏற்படுவதின் காரணமாக ஏற்படுகிறது. இவை அடர்த்தியான பொருளினுள் நானொகுழாய்களை வரிசைப்படுத்துகின்றன, அவை செயல்பாட்டின் போது பலவீனமான அமுக்கம் பயன்படுத்தப்படுவதால் கற்றகடுகள் மற்றும் துண்டுகள் போன்ற பல்வேறு வடிவங்களில் அமைந்திருக்கலாம். அடர்த்தியதிகரிப்பு சுமார் 70 மடங்குகள் விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை அதிகரிக்கிறது மற்றும் அடர்த்தி 0.55 கி/செமீ<sup>3</sup> ஆக இருக்கும். கட்டப்பட்ட கார்பன் நானோகுழாய்கள் 1 மிமீக்கும் அதிகம் நீண்டதாகவும் கார்பன் தூய்மையில் 99.9% அல்லது அதற்கும் அதிகமாகவும் இருக்கின்றன; அவற்றில் நானோகுழாய்கள் காட்டின் விரும்பத்தக்க வரிசையாக்கல் பண்புகளைக் கொண்டிருக்கின்றன.