၎င်းတို့၏ ထူးခြားသော ဂုဏ်သတ္တိများကို ပြောင်းလဲစေသည့် Hybrid ပစ္စည်းများဖြင့် ကာဗွန်နာနိုပြွန်ဖွဲ့စည်းပုံအသစ်များ

ကာဗွန်နာနိုပြွန်များ (CNTs)၊ ဖူလီရင်းများနှင့် ဂရပ်ဖင်းကဲ့သို့သော ကာဗွန်အခြေခံ နာနိုပစ္စည်းများသည် ၎င်းတို့၏ထူးခြားသော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကြောင့် စိတ်ဝင်စားဖွယ်ကောင်းပါသည်။ လေ့လာမှုအသစ်တစ်ခုသည် ပေါင်းစပ်နာနိုဖွဲ့စည်းပုံများ၏ အလားအလာကို စူးစမ်းလေ့လာပြီး သိသာထင်ရှားသော အပူနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများရှိသော porous graphene CNT ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းပုံအသစ်ကို မိတ်ဆက်ပေးခဲ့သည်။

ဤလေ့လာမှုတွင် CNT နှင့် graphene ၏ intrinsic geometric argement အပြင် အမျိုးမျိုးသော fillers များကို အနည်းငယ်ပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် graphene CNT heterostructures အသစ်များ၏ သိသာထင်ရှားသောဂုဏ်သတ္တိများကို မည်သို့ပြောင်းလဲနိုင်သည်ကို ပြသထားသည်။

ဂရပ်ဖင်း CNT ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းပုံများတွင် အပူစီးကူးမှုနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာခိုင်ခံ့မှုကို တိကျစွာထိန်းချုပ်နိုင်စွမ်းက အထူးသဖြင့် အလေးချိန်နှင့်ခိုင်ခံ့မှုသည် အရေးကြီးသည့် အဆင့်မြင့်လေကြောင်းထုတ်လုပ်မှုတွင် အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးအတွက် အလားအလာရှိသော သင့်လျော်သော ကိုယ်စားလှယ်လောင်းတစ်ဦးဖြစ်စေသည်။

ကာဗွန်နာနိုဖွဲ့စည်းပုံများ- ကာဗွန်နာနိုပြွန်များ၊ ဂရပ်ဖင်း၊ ဖူလရီလင်းများ

ကာဗွန်နာနိုဖွဲ့စည်းပုံများနှင့် ကာဗွန်နာနိုဖွဲ့စည်းပုံများစွာ ရောနှောထားခြင်းကို မကြာသေးမီက sensing၊ photovoltaic၊ antibacterial၊ energy storage၊ fuel cell နှင့် environmental enhancement applications အများအပြားအတွက် အလားအလာရှိသော ကိုယ်စားလှယ်လောင်းများအဖြစ် စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့ကြသည်။

လေ့လာထားသော အထင်ရှားဆုံး ကာဗွန်အခြေခံ နာနိုဖွဲ့စည်းပုံများမှာ CNT များ၊ ဂရပ်ဖင်းနှင့် ဖူလেইရင်းများ ဖြစ်ပုံရသည်။ ၎င်းတို့၏ အလွန်သေးငယ်သော အရွယ်အစားကြောင့် ဤဖွဲ့စည်းပုံများသည် ထူးခြားသော အပူ၊ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ၊ အီလက်ထရွန်နစ်နှင့် ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကို ပြသထားသည်။

နာနိုမီတာအောက် အကွာအဝေးတွင် တိုင်းတာထားသော ဖွဲ့စည်းပုံများသည် ကွမ်တမ်ရူပဗေဒ၏ အထူးဥပဒေများနှင့်အညီ လည်ပတ်သောကြောင့် ကွမ်တမ်ဥမင်လိုဏ်ခေါင်းဖွဲ့ခြင်း၊ ကွမ်တမ် superposition နှင့် ကွမ်တမ် entanglement ကဲ့သို့သော အလိုလိုမသိနိုင်သော ဖြစ်စဉ်များကို အသုံးချရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။

ကာဗွန်နာနိုပြွန်များသည် ကာဗွန်ဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော ပြွန်များဖြစ်ပြီး အချင်းအားဖြင့် နာနိုမီတာအနည်းငယ်သာရှိသည်။ ကာဗွန်နာနိုပြွန်များသည် ထူးခြားသော လျှပ်စစ်စီးကူးမှုကို ပြသပြီး အချို့မှာ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းများဖြစ်သည်။

၎င်းတို့၏ နာနိုဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ကာဗွန်အက်တမ်များအကြား ဖွဲ့စည်းထားသော covalent bond ၏ အစွမ်းသတ္တိကြောင့် ကာဗွန်နာနိုပြွန်များတွင် မြင့်မားသော tensile strength နှင့် thermal conductivity ရှိသည်။

ကာဗွန်နာနိုပြွန်များသည် အီလက်ထရွန်းနစ်၊ မှန်ဘီလူးနှင့် ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများအတွက် အဖိုးတန်ပစ္စည်းများဖြစ်ပြီး လာမည့်နှစ်အနည်းငယ်အတွင်း ကာဗွန်ဖိုက်ဘာများကို အစားထိုးနိုင်သည်။ နာနိုနည်းပညာနှင့် ပစ္စည်းသိပ္ပံတို့သည် ၎င်းတို့၏ သုတေသနတွင် ကာဗွန်နာနိုပြွန်များကို အသုံးပြုနေကြသည်။

ဂရပ်ဖင်းသည် ဆဋ္ဌဂံများဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော နှစ်ဘက်မြင် ကွက်တိဖွဲ့စည်းပုံတွင် စီစဉ်ထားသော ကာဗွန်အက်တမ်အလွှာတစ်ခုတည်းပုံစံဖြင့် တည်ရှိသော ကာဗွန်အိုင်ဆိုမာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၂၀၀၄ ခုနှစ်တွင် ယူကေနိုင်ငံ မန်ချက်စတာတက္ကသိုလ်မှ သိပ္ပံပညာရှင်များဖြစ်သော Andrew Geim နှင့် Konstantin Novoselov တို့၏ ရှေ့ဆောင်စမ်းသပ်မှုများစွာတွင် ဂရပ်ဖင်းကို ပထမဆုံးခွဲထုတ်နိုင်ခဲ့ပြီး ၂၀၁၀ ခုနှစ်တွင် ရူပဗေဒဆိုင်ရာ နိုဘယ်ဆုကို ရရှိခဲ့သည်။

ထိုအချိန်မှစ၍ ဆယ်စုနှစ်များစွာအတွင်း ဂရပ်ဖင်းသည် အီလက်ထရွန်းနစ်၊ အာရုံခံခြင်းနှင့် အခြားအဆင့်မြင့်နည်းပညာများတွင် ကျယ်ပြန့်ပြီး မတူညီသောအသုံးချမှုများအတွက် အလွန်မြင့်မားသော ဆွဲဆန့်နိုင်အား၊ ပွင့်လင်းမြင်သာမှုနှင့် လျှပ်စစ်စီးကူးမှုတို့ဖြင့် အသုံးဝင်သော နာနိုပစ္စည်းတစ်ခု ဖြစ်လာခဲ့သည်။

llerene သည် အချိန်အတော်ကြာကတည်းက လူသိများခဲ့သော နောက်ထပ် carbon isomer တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်း၏မော်လီကျူးတွင် ပိတ်ထားသော သို့မဟုတ် တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းပိတ်နိုင်သော mesh တွင် single နှင့် double bonds များဖြင့် ချိတ်ဆက်ထားသော carbon အက်တမ်များဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ mesh ကို အက်တမ်ငါးခု၊ ခြောက်ခု သို့မဟုတ် ခုနစ်ခုပါသော ring တစ်ခုနှင့် ပေါင်းစပ်ထားသည်။

Fullerene မော်လီကျူးများသည် အခေါင်းပုံသဏ္ဍာန်ရှိသော စက်ဝိုင်းပုံ၊ ellipsoidal ပုံသဏ္ဍာန်ရှိသော၊ ပြွန်ပုံသဏ္ဍာန်ရှိသော သို့မဟုတ် အခြားပုံသဏ္ဍာန်နှင့် အရွယ်အစားများစွာ ရှိနိုင်သည်။ Graphene သည် fullerene မိသားစု၏ အစွန်းရောက်အဖွဲ့ဝင်တစ်ဦးအဖြစ် သတ်မှတ်နိုင်သော်လည်း ၎င်း၏ကိုယ်ပိုင်ပစ္စည်းအတန်းအစား၏ အဖွဲ့ဝင်တစ်ဦးအဖြစ် သတ်မှတ်ခံရသည်။

ဟိုက်ဘရစ် နာနိုဖွဲ့စည်းပုံများ

ဤကာဗွန်နာနိုဖွဲ့စည်းပုံများကို တစ်ခုချင်းစီ နားလည်ခြင်းနှင့် လက္ခဏာရပ်များကို ဖော်ပြခြင်းတွင် ရင်းနှီးမြှုပ်နှံထားသော ကျယ်ပြန့်သော သုတေသနအပြင်၊ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် နာနိုဖွဲ့စည်းပုံဒြပ်စင်နှစ်ခု သို့မဟုတ် နှစ်ခုထက်ပိုသော ဒြပ်စင်များကို တစ်ခုတည်းသော ပစ္စည်းအဖြစ် ပေါင်းစပ်ပေးသည့် မျိုးစပ်နာနိုဖွဲ့စည်းပုံများ၏ ဂုဏ်သတ္တိများကိုလည်း လေ့လာနေကြသည်။

ဥပမာ,အမြှုပ်များဆန်းဒဝှစ်ချ်ဖွဲ့စည်းပုံများ ဒီဇိုင်း၊ ဇီဝနှင့် လိုက်ဖက်သော ဒီဇိုင်းများနှင့် မြင့်မားသော ခိုင်ခံ့မှုရှိပြီး အလေးချိန်နည်းသော ဖွဲ့စည်းပုံများ ဒီဇိုင်းကဲ့သို့သော လက်တွေ့အသုံးချမှုများအတွက် သင့်လျော်စေသည့် ချိန်ညှိနိုင်သော ဂုဏ်သတ္တိများရှိသည်။

ကာဗွန်အခြေခံ နာနိုအမြှုပ်များကို ဆေးပညာတွင်လည်း အရိုးပျက်စီးမှုကို စစ်ဆေးရန်နှင့် အရိုးတစ်ရှူးများကို အစားထိုးရန်အတွက် အခြေခံအဖြစ် အသုံးပြုခဲ့ကြသည်။

ကာဗွန်အခြေခံ ပျားအုံဖွဲ့စည်းပုံများကို ဓာတုအငွေ့စုပုံခြင်း (CVD) နှင့် ပျော်ရည်ဓာတ်ပြုမှုတို့ဖြင့် ထုတ်လုပ်ထားသည်။ ဇီဝဗေဒနှင့် ဆေးဘက်ဆိုင်ရာအသုံးချမှုများအတွက် ဂရပ်ဖင်းကိုအသုံးပြုရန် Spark plasma sintering (SPS) နည်းလမ်းများကိုလည်း အကောင်အထည်ဖော်ထားသည်။

ထို့ကြောင့် သိပ္ပံပညာရှင်များသည် သုံးဖက်မြင်ကာဗွန်အမြှုပ်ဖွဲ့စည်းပုံများကို တည်ငြိမ်စေရန်နည်းလမ်းများကို ရှာဖွေနေကြသည်။ ဤပစ္စည်းကို ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချမှုများအတွက် လုံလောက်သောတည်ငြိမ်မှုရှိစေရန်အတွက် မတူညီသောဖွဲ့စည်းပုံအမျိုးအစားများ (ကာဗွန်နာနိုပြွန်များ၊ ဖူလရီလင်းများနှင့် ဂရပ်ဖင်း) အကြား တည်ငြိမ်သောချိတ်ဆက်မှုများ ဖွဲ့စည်းရန် လိုအပ်ကြောင်း သုတေသနပြုချက်များက ပြသခဲ့သည်။

ဟိုက်ဘရစ် နာနိုဖွဲ့စည်းပုံများဆိုင်ရာ သုတေသနအသစ်

တူရကီနိုင်ငံ၊ အစ္စတန်ဘူလ် နည်းပညာတက္ကသိုလ်မှ စက်မှုအင်ဂျင်နီယာများ၏ သုတေသနအသစ်အရ ဓာတုနှောင်ကြိုးဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော hybrid nanostructure အမျိုးအစားအသစ်တစ်ခုကို မိတ်ဆက်ပေးလိုက်ပါသည်။

အပေါက်များသော graphene CNT ဖွဲ့စည်းပုံများကို nanoribbons များရှိ CNT များပတ်လည်တွင် graphene ကိုစီစဉ်ခြင်းဖြင့် ပြုလုပ်ထားသည်။ ကာဗွန် nanotubes များ (စတုရန်း၊ ဆဋ္ဌဂံနှင့် စိန်ပုံစံများ) ပတ်လည်ရှိ graphene nanoribbon အလွှာများ၏ ကွဲပြားသော geometric အစီအစဉ်များသည် ပစ္စည်းတွင် ကွဲပြားသော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို တွေ့ရှိရစေပြီး ဤ geometric ပြန်လည်စီစဉ်ခြင်းကို ဖွဲ့စည်းပုံအသစ်များကို အသေးစိတ်ချိန်ညှိရန် အသုံးပြုနိုင်သည်ဟု အကြံပြုထားသည်။

ဥပမာအားဖြင့်၊ သုတေသီများသည် fullerenes များဖြင့် ထည့်သွင်းထားသော ဖွဲ့စည်းပုံများသည် tensile strength ကို မထိခိုက်စေဘဲ သိသာထင်ရှားသော compressive stability နှင့် strength ကို ပြသခဲ့ကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့ကြသည်။ ကာဗွန်နာနိုဖွဲ့စည်းပုံများ၏ geometric အစီအစဉ်သည် ၎င်းတို့၏ အပူဂုဏ်သတ္တိများအပေါ်တွင်လည်း သိသာထင်ရှားသော အကျိုးသက်ရောက်မှုရှိသည်။

သုတေသီများက ဤပေါင်းစပ်နာနိုဖွဲ့စည်းပုံအသစ်များသည် အထူးသဖြင့် အာကာသယာဉ်လုပ်ငန်းအတွက် အရေးကြီးသော အားသာချက်များကို ပေးစွမ်းသည်ဟု ပြောကြားခဲ့သည်။ ဤပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းပုံများပါရှိသော နာနိုဖွဲ့စည်းပုံများကို ဟိုက်ဒရိုဂျင်သိုလှောင်မှုနှင့် နာနိုအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများအတွက်လည်း အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။