صناعة الانابيب النانوية
أنابيب الكربون الدقيقة تترابط فيها الذرات ثلاثيا فى رقائق منحنية تشكل اسطوانات مفرغة يتم الحصول عليها بطريقة القوس الكربونى مع تغيير طاقته لكى يصبح التيارمستمرا بدلا من المتردد وبالتالى يمكن الحصول على هياكل أنبوبية الشكل فى احد الرواسب على القطب .
وهذه الانابيب مكونة بالكامل من الكربون وتمت تسميتها الانابيب النانومترية وذلك نظرا لقطرها الذى يبلغ عدة نانومترات يتم تصنيع الانابيب النانوية بثلاث تقنيات الاولى يتم فيها ربط الاسلاك بقضبين من الجرافيت على بعد مليمترات وايصال تيار كهربى قدره 100 أمبير فعند وصل التيار الكهربى يحدث شرارة تؤدى الى تبخر الكربون متحولا الى بلازما حارة تتكثف جزيئاتها على هيئة انابيب نانونية والطريقة الثانية فيها يتم وضع الجرافيت فى فرن درجه حرارته 600 درجة سيلزية ثم يضاف ببطء غاز الميثان الذى يتفكك وتتحرر ذرات الكربون فيه والتى تتحد على هيئة أنابيب نانونية . أما الطريقة الثالثة فهي تسليط شعاع من الليزر على هدف من الجرافيت فيتولد غاز الكربون الحار االذي يتشكل منه الأنابيب النانونية
وتاريخا ربما كان سومينوايجيما اول من راى انبوبا نانويا لكنه من دون شك لم يكن اول من صنعه . في الحقيقة ربمت يكون أناس نياندرتال القدماء قد صنعوا كميات صغيرة جدا من الانابيب النانوية من غير قصد فى النيران التى كانت تدفىء كهوفهم . ان ذرات الكربون التى انفصلت بالحرارة تجمعت ثانية بطريقة ما مشكلة سخاما بعضه على هيئة لطخ لا بلورية amorphous blobs وبعضه على هيئة كرات تدعى كرات باكى ( 1 ) buchy balls أو على هيئة كبسولات أسطوانية cylindrical capsules طويلة تسمى انابيب باكى buckytubes أو انابيب نانوية . لقد اكتشف العلماء ثلاث طرق لصنع سخام يعطي حصيلة عالية من الانابيب النانوية
لكن الطرق الثلاث مازالت تعاني عجزا وقيودا خطيرة : فجميعها تنتج خلائط من انابيب نانوية ذات اطوال مختلفة جدا وفيها عيوب كثيرة كما فيها فتلات ( التواءات ) twists متنوعة
وعليه توجد طرق عديدة لانتاج جزيئات الكربون المكونة من الانابيب النانومترية وهي تتلخص في :
• عمل تليل كهربى باستخدام أقطاب من الجرافيت فى املاح منصهرة .
• تحليل حرارى محفز للهيدروكربونات .
• تبخير للجرافيت باستخدام الليزر .
وباختلاف طرق عمل الأنابيب النانومترية تكون لها خواص الكترونية مختلفة فبعضها يتوقع ان يكون معدنيا بينما يكون البعض الاخر اشباه موصلات . واتضح ان تلك الانابيب النانومترية قوية بدرجة لا تصدق فهى اقوى بمئات المرات من الصلب ويرجع ذلك جزيئيا الى شكلها الهندسى السداسى والذى يمكنه توزيع القوى والتشوهات بسبب قوة رابطة الكربون – كربون وبالتالي فإن لها خواص إلكترونية غير عادية
المراجع
www.alfreed-ph.com
التصانيف
الحلول والبدائل بيئة الطاقة المتجددة العلوم التطبيقية