By | 29 Ağustos 2015

Karbonun teknolojik olarak ümit vaad eden, benzersiz özelliklere sahip bir başka moleküler oluşumu yakın zamanda keşfedilmiştir. Karbon nanotüpün yapısı,bir grafit levhanın kıvrılarak birleşmesi sonucu oluşturduğu bir tüpten ibarettir ve tüpün her iki ucu C60  fulleren yarı küresi ile kapatılmıştır. Sözü edilen bu karbon nanotüp Şekil 12.19’da şematik olarak gösterilmiştir. Nano ön eki, tüp çaplarının nanometre boyutlarında olduğunu gösterir (yani 100nm veya daha az). Her nanotüp milyonlarca atomdan oluşan tek bir moleküldür ve bu moleküllerin uzunluğu çapından çok daha (binlerce kez) büyüktür. Eş merkezli silindirler şeklinde oluşmuş, çok katmanlı nanotüpler de bulunmaktadır.

Bu nanotüpler son derece sağlam, rijit ve aynı zamanda nispeten sünektirler. Tek katmanlı nanotüplerin, çekme dayanımı 50 ile 200 Gpa arasındadır (bu değerler karbon elyafınkinden daha büyüktür) ve bu bilinen en yüksek dayanımlı malzemedir. Elastiklik modülü değerleri tetrapaskal mertebesindedir [Tpa (1 TPa= Gpa)]. Kırılma sırasındaki birim şekil değiştirme ise yaklaşık %5 ila %20 arasındadır. Ayrıca nanotüpler nispeten düşük yoğunluklara sahiptirler. Bu özellikleri dikkate alındığında, karbon nanotüp “bilinen en iyi elyaftır” ve kompozit malzemeler için takviye bileşeni olarak oldukça umut verici bir malzemedir.

Ayrıca karbon nanotüpler benzersiz ve iç yapıya duyarlı elektriksel özelliklere sahiptir. Grafen (yani tüp duvarı) Düzlemde altıgen (hekzagonal) tüp ekseninin yönüne bağlı olarak nanotüp elektriksel bir metal ya da bir yarı iletken olarak davranabilir. Alan ayırıcı olarak karbon nanotüpler kullanılarak düz panelli ve tam renkli ekranlar(TV ekranı ve bilgisayar monitörleri) üretilmiştir. Gelecekte bu ekranların üretimi daha ucuz, CRT ve sıvı kristali ekranlara göre de enerji sarfiyatı daha az olacaktır. Ayrıca Elektronik uygulamalarında örneğin diyotlar ve transistörlerin metal veya yarı iletkenin yanında karbon nanotüpleri de içereceği öngürülmektedir.

karbon

Tarama tünel mikroskobu tarafından oluşturulan bir karbon nanotüpün atomik görüntü analizi (bir tür tarama ucu mikroskobu, bkz.4.10). Mikrofotoğrafın kenarındaki boyut ölçeğine (nanometre seviyesi) dikkat ediniz. (Mikrofotoğraf, Vladimir K. Nevol’in izniyle Moskova Enstitüsü Elektronik Mühendisliği.)

re

Şekil 12.19 Bir karbon nanotüp yapısı.(American iscientist, Sigma Xi dergisnin izni ile yeniden basılmıştır. Bilimsel araştırma derneği. Çizim Aaron Cox/American Scientist.)

Kaynak:Mazeme Bilimi ve Mühendisliği William D. CALLISTER/David G.RETHWISCH

İbrahim Taş
Uludağ Üniversitesi
Otomotiv Mühendisliği ve Makine Mühendisliği Öğrencisi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir