يمكن للأنابيب النانوية الكربونية أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية تقريباً في الهواء قبل أن تبدأ في التأكسد والتحلل. وتُعد عتبة درجة الحرارة هذه ضرورية لتحضير أنابيب الكربون النانوية النانوية وتطبيقها، خاصةً في البيئات التي لا يمكن تجنب تعرضها للهواء.
شرح تفصيلي:
-
أكسدة الجرافيت ونقاط CNTs:
-
الجرافيت، وهي المادة التي تُشتق منها النانوتيدات ثنائية الفينيل CNTs، حساسة للأكسجين وتبدأ في التأكسد عند تعرضها للهواء عند درجات حرارة تقارب 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت). يمكن أن تؤدي عملية الأكسدة هذه إلى فقدان سريع للكتلة، بنسبة تصل إلى 1% يوميًا في ظروف معينة. سيؤدي التعرض المستمر لدرجات الحرارة المرتفعة في الهواء إلى فقدان المادة لسمكها وفشلها هيكلياً في نهاية المطاف. تؤثر هذه الخاصية في الجرافيت بشكل مباشر على ثبات وطول عمر النانو تيرفثالات CNTs عند تعرضها لظروف مماثلة.درجات حرارة التشغيل والبيئات التشغيلية:
-
يمكن أن تكون درجات الحرارة التشغيلية للجرافيت، وبالتالي نترات CNTs، أعلى بكثير في البيئات الخاضعة للرقابة مع انخفاض مستويات الأكسجين أو تحت التفريغ. على سبيل المثال، يمكن استخدام الغرافيت حتى 2450 درجة مئوية (4442 درجة فهرنهايت) عند ضغط يصل إلى 10-2 تورر، وحتى 2150 درجة مئوية (3902 درجة فهرنهايت) عند 10-4 تورر. هذه الظروف ليست نموذجية لمعظم التطبيقات العملية لنقاط النفثالينات المكلورة في الهواء، ولكنها تسلط الضوء على إمكانية إجراء عمليات في درجات حرارة أعلى في ظل ظروف محكومة.
-
تقنيات التحضير والتحكم في درجة الحرارة:
غالبًا ما ينطوي تحضير النانوتينات النفثالينات على تقنيات مثل الترسيب الكيميائي المعزز بالبلازما بالبخار (PECVD)، والتي يمكن أن تخفض درجات حرارة الركيزة المطلوبة لزراعة النانوتينات النفثالينات عالية الجودة. وتقليديًا، كانت هناك حاجة إلى درجات حرارة أعلى من 800 درجة مئوية، ولكن التطورات في الترسيب الكيميائي المعزز بالبخار المعزز بالبلازما مكنت من نمو النيتروزات ثلاثية الأبعاد عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى 120 درجة مئوية. ولا يخفف هذا الانخفاض في درجة الحرارة من القيود المفروضة على المواد والركائز التي يمكن استخدامها فحسب، بل يساعد أيضًا في الحفاظ على سلامة النيتروزات ثلاثية الأبعاد من خلال تجنب منطقة الأكسدة ذات درجة الحرارة العالية.
الآثار المترتبة على التطبيقات:
