نانو اَبَرخازن ها قابلیت ذخیره سازی الکترونیکی (ابر رسانایی) در نانو لوله های کربنی و ذرات گرافن
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته: نانو اَبَرخازن ها قابلیت ذخیره سازی الکترونیکی (ابر رسانایی) در نانو لوله های کربنی به این شکل میباشد که در ساختار نانو لوله ها هر سه اتم کربن قابلیت ذخیره یک یون لیتیم را دارند در حالی که در گرافیت هر شش اتم کربن توانایی ذخیره یک یون لیتیم را دارند. همچنین توانایی ذخیره انرژی در نانولوله ها چند برابر حجم الکترودهای گرافیتی است.
میتوان هیدروژن زیادی را در نانو لوله ها برای کاربردهای انرژی و پیله ای سوختی ذخیره کرد.ابر رسانا شده اند. شعاع این نانولوله های ابر رسانا فقط 4/6 نانومتر است.انتقال فاز در سیستمهای یک یا دو بعدی که میتوان ابر رسانایی دمای اتاق را در نانو لوله های کربنی و ذرات گرافن یافت و ابر رسانایی دمای اتاق در آنهاست.با عبور مایع از میان کلافهایی از نانو لوله های کربنی تک جداره، ولتاژ الکتریکی ایجاد میشود. از این تکنیک برای ساخت حسگرهای جریان مایع برای تشخیص مقادیر بسیار اندک مایعات و نیز برای ایجاد ولتاژ در کاربردهای زیست پزشکی استفاده میشود. همچنین مایعات با قدرت یونی بالا ولتاژ بیشتری تولید میکنند.
میزان افزایش نیروی گرمایی و مقاومت نانو لوله ها با ریشه سوم جرم اتمها و مولکولها متناسب است. همچنین حرارت دادن موجب افزایش استحکام نانو لوله شده و مقاومت کششی آن را شش برابر میکند و هدایت آن نیز افزایش مییابد. در اثر برخورد اتمها یا مولکولها با نانو لوله کربنی مقاومت الکتریکی آن تغییر میکند.
روش تخلیه قوس الکتریکی
در این روش اتمهای کربن به وسیله عبور جریان بالا از دو قطب آند و کاتد در داخل پالسمای گاز هلیم داغ شده و بخار میشوند. روش قوس الکتریکی ، رایج ترین و شاید ساده ترین روش برای تولید نانو لوله های کربنی می باشد و در آن مخلوطی از نانولوله ها و ناخالصی ها تولید می شوند که جداسازی نانولوله ها از دوده و فلزات میباشد. تالیزوری موجود در محصول خام امری ضروری می باشد. در این روش نانولوله ها از طریق تبخیر قوس الکتریکی دو میله کربن که در مقابل هم و به فاصله تقریبی 1 میلی متر از هم قرار دارند، تولید می شوند. الکترودها در محفظه ای که مملو از یک گاز بی اثر(هلیم یا آرگون)در فشار نسبتا پایین 766-56 میلی بار می باشند، قرار گرفته اند. ایجاد پتانسیلی در حدود26 ولت با جریانی در گستره 166-56 آمپر موجب تخلیه الکتریکی در گاز در دمای بالا می شود و حرارت ناشی از تخلیه، یکی از الکترودهای کربنی را تبخیر کرده و رسوبی به شکل میله های کوچکی بر روی الکترود دیگر حاصل می شود.
نتیجه گیری :
نکته: نانو اَبَرخازن ها قابلیت ذخیره سازی الکترونیکی (ابر رسانایی) در نانو لوله های کربنی به این شکل میباشد که در ساختار نانو لوله ها هر سه اتم کربن قابلیت ذخیره یک یون لیتیم را دارند در حالی که در گرافیت هر شش اتم کربن توانایی ذخیره یک یون لیتیم را دارند. همچنین توانایی ذخیره انرژی در نانو لوله ها چند برابر حجم الکترودهای گرافیتی است.
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک