Kevlar ve Karbon Lifler – Kimyasal Gelişmeler http://www.kimyasalgelismeler.com Yeniliğin ve Gelişimin Tek Adresi Sat, 13 Feb 2016 10:31:33 +0000 tr hourly 1 https://wordpress.org/?v=5.2.2 Karbon Nanotüp Filmler, Kevlar ve Karbon Lifleri Geride Bıraktı http://www.kimyasalgelismeler.com/sektorler/polimer-ve-plastik-teknolojisi/karbon-nanotup-filmler-kevlar-ve-karbon-lifleri-geride-birakti.html http://www.kimyasalgelismeler.com/sektorler/polimer-ve-plastik-teknolojisi/karbon-nanotup-filmler-kevlar-ve-karbon-lifleri-geride-birakti.html#respond Sat, 13 Feb 2016 10:31:33 +0000 http://www.kimyasalgelismeler.com/?p=3342 Karbon nanotüpler, nanometre ölçeğinde çapa sahip tüp şeklindeki malzemelerdir. Sıra sıra dizilen karbon atomlarının, bir kâğıt gibi kıvrılıp silindir şekline getirilmiş haline benzerler. Karbon nanotüpler son derece sağlam ve esneklerdir. Bu özellikleri ile askeri uygulamalar, medikal uygulamalar ve elektronik devre elemanları üretimi gibi alanlarda kullanılabilirler. Tüm bu alanlara ek olarak karbon nanotüplerin, araçlarda, havacılık malzemelerinde ve koruyucu giysilerde kullanımı araştırılmaktadır.

Araştırmacılar, Kevlar ve Karbon liften yapılan filmlerden daha güçlü karbon nanotüp filmleri üretmek amacıyla basit bir fabrikasyon yöntemi ortaya koydular. Bu basit yöntem ile düzenli sıralanmış ve yoğun biçimde paketlenmiş nanotüp filmler elde edildi.

Doğu Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde makine ve elektrik mühendisliği profesörü Jian Nong Wang, “Yeni filmler yoğun biçimde paketlenmiş, neredeyse hepsi birbirine paralel yönlenmiş ve üstün dayanıklılık sağlayan nanotüplere sahip.” diye konuşmuştur.  Pek çok araştırmacı, tipik olarak nanotüpleri püskürtme veya süzme süspansiyonları yoluyla filmlerin içine sıralamayı ve birleştirmeyi denemişlerdir. Fakat bu teknikler kısa nanotüplerde kullanılabilirken, sıralanmanın iyi olmadığı filmlerin güçsüz oldukları anlaşılmıştır.

Wang ve çalışma arkadaşları, nanotüpleri cam üfleme yöntemine benzer bir proses ile üretmeyi başarmışlardır. Nitrojen gaz akımı kullanılarak, 50 mm genişliğindeki yatay tüp içine, az miktarda ferrosen ile etanol enjekte edildi, tiyofen katalizör olarak ilave edildi ve 1,150–1,130°C’de fırında bekletildi. Fırının içinde sıralı karbon nanotüplerden, içi boş silindirik duvarlar oluşturuldu. Bu tüpün oluşumu için araştırmacılar, sabit olmayan karbon nanotüp silindiri döner tambur üzerinde döndürdüler. Tambur dönerken içi boş silindir, iki katlı siyah karbon nanotüp film halinde yoğunlaşmış ve yassılaşmıştır. Hızlı döndürme işlemi sonucunda, nanotüp sıralanmasının iyi olduğu görülmüştür. Son olarak filmler, presleme yoluyla yoğun olarak paketlenmiştir.

Üretilen bu filmler 9.6 GPa ortalama kuvvete sahiptir. Bugüne kadar üretilmiş olan nanotüp filmlerin kuvveti yaklaşık 2 GPa iken, Kevlar lifler için bu değer 3.7 GPa ve ticari kullanılan karbon lifler için ise 7 GPa’dır. Filmler, karbon liflerden dört kat daha esnektir ve karbon liflerdeki % 2’lik uzamaya karşılık, ortalama olarak % 8 uzayabilirler. Bu mekanik özelliklere ek olarak, filmlerin yüksek elektriksel iletkenliğe sahip olmasından dolayı aşınabilir aygıtlar için elektrot olarak ve ayrıca yumuşak bir doku gibi sıkıştırma sonrasında eski şekillerini koruyabildiklerinden yapay kas olarakta kullanılabilirler.

Kaynaklar

Karbon Nanotüp: Daha Küçük, Erişim Tarihi 4 Şubat 2016, http://www.biltek.tubitak.gov.tr/haberler/kimya/s518_6_7.pdf

Strong, Stretchable Carbon Nanotube Films Surpass Kevlar And Carbon Fiber, Erişim Tarihi 2 Şubat 2016, http://cen.acs.org/articles/94/web/2016/01/Strong-Stretchable-Carbon-Nanotube-Films.html

Karbon Nanotüpler, , Erişim Tarihi 4 Şubat 2016, http://www.bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/karbon-nanotupler

]]>
http://www.kimyasalgelismeler.com/sektorler/polimer-ve-plastik-teknolojisi/karbon-nanotup-filmler-kevlar-ve-karbon-lifleri-geride-birakti.html/feed 0