- سپتامبر: محققان آزمایشگاهی ILNLنشان دادند که وقتی ماده ای منفجره نظیر PETNبا لایه ای از نانولوله های تک جداره غنی شده با ۲۹% آهن پوشش داده می شود می توان آن را با تاباندن نور فلاش دوربین معمولی منفجر کرد در صورتی که بدون استفاده از این پوشش کار فقط با تاباندن نور لیزر قوی امکان پذیر بود.
- سپتامبر: دانشمندان دانشگاه پوهانگ کره جنوبی و کلمبیای آمریکا تحت رهبری پروفسور فیلیپ کیم[۳۷]از کلمبیا و کمیک کوانگ سو[۳۸]از پوهانگ موفق به بیرون کشیدن یک لوله تودر تو از نانولوله های چند جدارهشدند.
- اکتبر: محققان دانشگاه ایالتی فلوریدا تحقق درباره کاربرد صفحات[۳۹]نانو لوله ای را آغاز کردند.
- نوامبر: مشاهده شد که سرعت جریان مایع از داخل لایه های نانو لوله پنج برابر بیش از حد انتظار بود.
- دسامبر: مؤسسه تحقیقات هندوستان[۴۰]وجود نانولوله های کربنی در سرمه نرم [۴۱]را اعلام کرد.
- گزارش های صنعتی حاکم حاکی از رشد ۱۰ تا ۱۰۰ برابری تولید نانو لوله ها با انواع و خلوص متفاوت در پنج سال آینده است.
۲۰۰۶
- ژانویه: ساخت لایه های نازک نانو لوله به روش تبخیر انجام شد.
-
- ژاونیه: روش جدید دیگر برای رشد جنگلی (توده ای) نانو لوله ها اعلام شد.
- ژانویه: افزایش الاستیسیته از ۲۰% به ۲۸۰ % با ایجاد تغییرات شدید در قطر و هدایت نانو لوله ها با بالا بردن دما
- مارس: IBMاعلام کردن که مداری الکترونیکی را به کمک نا نو لوله ها ساخته است.
- مارس: نا نو لوله ها به عنوان داربست برای ترمیم اعصاب صدمه دیده استفاده شد.
- می : IBMبه روشی برای جاگذاری محل دقیق نا نو لوله دست یافت.
- ژوئن: دانشگاه رایس ابزاری برای الک کردن نا نو لوله ها در ابعاد و خواص الکتریکی گوناگون اختراع کرد.
- جولای: استفاده از نانولوله های کربنی در آلیاژ دو چرخه باعث پیروزی در مسابقات دو چرخه سواری معتبر توره و فرانس ۲۰۰۶ شد.
- آگوست: معلوم شد که نانو لوله های نوسانی می توانند مولکول های منفرد را آشکار کنند و تشخیص دهند.
- آگوست: کاهش قیمت تا نصف ظرف یک سال (تا یک وشصت و هفت صدم یورو بر گرم) در مقادیر یک کیلویی برای نانولوله های چند جداره به قطر بزرگتر از ۵۰ نانومتر و طول یک میکرو متر.
۲-۵- انواع نانو لوله های کربنی
۲-۵-۱- نانو لوله کربنی تک جداره
یک نانو لوله تک جداره از دو قسمت بدنه و در پوش با خواص متفاوت فیزیکی و شیمیایی تشکیل شده است. ساختار در پوش نشأت گرفته و مشابه یک فلورین کوچکتر نظیر است. اتم های کربنی که به شکل پنج و شش ضلعی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند ساختار در پوش را می سازند. می توان به سادگی از قضیه اولر ثابت کرد که برای به دست آوردن ساختاری قفسی شکل بسته از پنج ضلعی های به دوازده پنج ضلعی نیاز است. ترکیب یک پنج ضلعی و پنج شش ضلعی در اطراف آن قوس لازم برای شکل گیری یک درپوش بسته گنبدی شکل را ایجاد می کند. البته گاهی بسته به نوع کاربرد نا نو لوله های سرباز هم تولید می شوند.
شکل(۲-۲) نانو لوله های کربنی تک جداره
قانون دوم قانون پنج ضلعی مجزا است که می گوید فاصله بین پنج ضلعی روی پوسته فلورین برای کاهش تنش سطحی و حصول یک قوس موضعی حتی المقدور نرم به حداکثر ممکن می رسد تا ساختار پایدارتری را به وجود آورد. کوچکترین ساختار پایداری که به این روش می تواند شکل بگیرد مولکول و بعد از آن مولکول است و به همین ترتیب فلورین های بزرگتر. خاصیت مشترک دیگر بین تمام فلورین ها این است که از تعداد زوجی که اتم های کربن تشکیل شده اند زیرا اضافه کردن یک شش ضلعی یک شش ضلعی به یک ساختار موجود به معنای اضافه کردن دو اتم کربن است. قسمت دیگر تشکیل دهنده ساختارنانولوله های تک جداره بدنه استوانه های شکل آن است که از صفحهای گرافیتی با اندازه معلوم و در جهت مشخصی پیچیده شده به دست می آید. از آنجا که باید حاصل تفاوتی استوانه ای شکل باشد برای به دست اوردن استوانه ای بسته فقط می توان صفحات را در جهاتی خاص بپیچاند.
دو اتم از گرافیت انتخاب میشوند یکی به عنوان مبدا در نظر گرفته می شود و صفحه را میپیچانیم تا اتم دوم روی اتم مبدأ منطبق گردد. برداری که اتم مبدأ به جهت اتم دیگر اشاره می کند بردار کایرال[۴۲] نامیده می شود. طول آن برابر محیط نانومتری می باشد. بدیهی است که محور نانو لوله عمود بر بردار کایرال است. بیان فرایند نورد (رول شدن) از طریق بردارهای است و به (n,m) که اعداد صحیحی در معادله بردار هستند نوع نانو لوله را مشخص می کنند. مثلاً در یک نانو لوله m=11 , n=10 , (10 ,11) است.
نانولوله های با بردارهای کایرال متفاوت دارای خواص متفاوتند نظیر هدایت الکتریکی استقامت و استحکام مکانیکی و خواص نوری متفاوت. تمام ساختارهای نانو لوله های تک جدار از بردارهای کایرال در محدوده قرار دارند. بردارهای پایه شبکه گرافین در فضای حقیقی اند. بیشتر نانو لوله های تک جداره قطری نزدیک به یک نانو متر دارند و طول آنها چندین هزار برابر بزرگتر از قط
ر آنهاست. البته آنها را با طول چند سانتی متر هم ساخته اند. ساختار یک نانولوله های تک جدارهرا می توان در ذهن چنان مجسم کرد که از لوله کردن یک صفحه گرافیت (صفحه ای تک لایه به ضخامت یک اتم کربن) و ایجاد یک استوانه بدون درز درست شده باشد. طرز پیچیدن صفحه گرافیت توسط جفت شاخص (n,m) بیان می گردد. اعداد صحیحح n,m مشخص کننده مؤلفه های بردار پایه در راستای دو جهت شبکه شش گوش لانه زنبوری گرافیت اند. اگر m صفر باشد نانو لوله «زیگزاگ» نامیده می شود. اگر n,m برابر باشند آن را آرمچر و در غیر این صورت به آن «کایرال» می گویند.
شکل(۲-۳) رل کردن صفحه گرافیت و تشکیل نانو لوله های کربنی تک جداره
شکل (۲-۴) نمایش برداردهای پایه و جفت شاخص (m,n)
خط آرمچر خطی است که در عرض هر شش وجهی حرکت می کند و آن را به دو نیمه مساوی تقسیم می کند. در نتیجه وقتی باشد معرف یک نانو آرمچر است. واضح است که این نوع نانو لوله آزمایش و پیکر بندی هایی به صورت (۷,۷ : ۶ , ۶ : ۵ ,۵) دارد زیرا بردارها باید یکسان باشند تا روی خط آرمچر بردار برآیند C را پدید آورند. اعداد ۶,۶ : ۵ , ۵ , … قطر نانو لوله را نشان می دهند و زوج مرتبی از این اعداد استربیوشیمی (شیمی) آن را مشخص می سازد مقادیر ممکن دیگری برای بردار دوم، یعنی وجود دارند. اگر مقدار آن صفر شود در امتداد و لوله در راستای این خط قرار می گیرد. نانو لوله های زیگزاگ پیکر بندی هایی به صورت (…, ۰ ,۱۱: ۰, ۱۰: ۰,۹) دارند زیرا حداقل یکی از بردارها باید صفر باشد. احتمالات دیگری نیز وجود دارد که وقتی صفر یا مساوی نیستند یک نا نو لوله کایرال که در شکل های چپ و یا راست پیچ به وجود می آید را ایجاد می کنند.
شکل (۲-۵) تصویر شماتیک نا نو لوله های کربنی تک جداره
نانو لوله های تک جداره نوع بسیار مهمی از نانو لوله های کربنی اند زیرا دارای خواص الکتریکی بسیار جالبی اند که خاص آنهاست و نانو لوله های چند جداره خواص آن را ندارند. نانو لوله های تک جداره به احتمال زیاد بهترین انتخاب برای مینیاتوری کردن صنعت الکترونیک پس از دوره بسیار پیشرفته میکرو الکترونیک امروزی به شمار می آیند. اساسیترین بلوک پایه این سیستم ها، اتصال الکتریکی است و نانو لوله های تک جداره می توانند یک هادی بسیار عالی باشند. (دکر و همکاران،[۴۳] ۱۹۹۹) کاربرد مفید و مهم آنها را در ایجاد اولین ترانزیستور مولکولی با ترانزیستور های نانولوله های تک جداره در سال ۲۰۰۱ محقق شد. هنوز ساخت نانو لوله های تک جداره بسیار گران است و توسعه روش های ساخت ارزان برای آینده نانو فناوری کربن امری حیاتی است. اگر نتوان به روش های ارزان تر ساخت دست یافت به کار گیری این فناوری مقرون به صرفه نیست. ساختار نانو لوله های کربنی به شکل قفسی تشکیل شده از شش ضلعی های منظم است. بر خلاف ساختار الماس که در آن اتم کربن در یک ساختار سه بعدی با چهار اتم کربن مجاور پبوند دارد در ساختار گرافیت کهساختاری دو بعدی است هر اتم کربن به سه اتم مجاورش در یک پیکرده شش وجهی ارتباط دارد. همان طور که بیان شد ویژگی های نانو لوله های کربنی به طول و قطر و شکل رول شدن آنها یعنی بردار کایرال آنها بستگی دارد. گرچه بردار کایرال تأثیری اندک بر سختی الاستیک نا نو لوله ها دارد با تأثیر بر تبادلات برگشت پذیر دو اتمی باعث پدید آمدن دو جفتی های پنج ضلعی و هفت ضلعی یا حالت کنگره ای در نانو لوله ها می شود که این پدیده در رفتار پلاسیتیک نانو لوله ها نقش مهمی دارد.
۲-۵-۱-۱- روابط تبدیل صفحه گرافیتی به نانو لوله
برای بیان چگونگی تبدیل صفحه گرافیتی به نانول لوله روابط و مدل های مختلفی وجود دارد در اینجا به بیان چند رابطه هندسی معمول می پردازیم. با توجه به کمیت روابط هندسی به صورت زیر بیان می شود.
شکل (۲-۶) نمای صفحه گرافیتی و کمیت های روی صفحه قبل از تغییر شکل به نانو لوله
(۲-۱)
(۲-۲)
(۲-۳)
(۲-۴)
(۲-۵)
(۲-۶)
(۲-۷)
