કાર્બન નેનોમટેરિયલ્સ પરિચય

લાંબા સમયથી, લોકો માત્ર એટલું જ જાણે છે કે ત્રણ કાર્બન એલોટ્રોપ છે: હીરા, ગ્રેફાઇટ અને આકારહીન કાર્બન.જો કે, છેલ્લાં ત્રણ દાયકાઓમાં, શૂન્ય-પરિમાણીય ફુલરેન્સ, એક-પરિમાણીય કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ, દ્વિ-પરિમાણીય ગ્રાફીન સુધી સતત શોધ કરવામાં આવી છે, નવી કાર્બન નેનોમટેરિયલ્સ વિશ્વનું ધ્યાન આકર્ષિત કરવાનું ચાલુ રાખે છે.કાર્બન નેનોમટેરિયલ્સને તેમના અવકાશી પરિમાણો પરના નેનોસ્કેલ અવરોધની ડિગ્રી અનુસાર ત્રણ શ્રેણીઓમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે: શૂન્ય-પરિમાણીય, એક-પરિમાણીય અને દ્વિ-પરિમાણીય કાર્બન નેનોમટેરિયલ્સ.
0-પરિમાણીય નેનોમટેરિયલ્સ એવી સામગ્રીનો સંદર્ભ આપે છે જે ત્રિ-પરિમાણીય અવકાશમાં નેનોમીટર સ્કેલમાં હોય છે, જેમ કે નેનો-કણો, અણુ ક્લસ્ટરો અને ક્વોન્ટમ બિંદુઓ.તેઓ સામાન્ય રીતે અણુઓ અને પરમાણુઓની નાની સંખ્યામાં બનેલા હોય છે.ત્યાં ઘણા શૂન્ય-પરિમાણીય કાર્બન નેનો-મટિરિયલ્સ છે, જેમ કે કાર્બન બ્લેક, નેનો-ડાયમંડ, નેનો-ફુલેરીન C60, કાર્બન-કોટેડ નેનો-મેટલ કણો.

જલદી જC60શોધાયું હતું, રસાયણશાસ્ત્રીઓએ ઉત્પ્રેરકને તેમની અરજીની શક્યતા શોધવાનું શરૂ કર્યું.હાલમાં, ઉત્પ્રેરક સામગ્રીના ક્ષેત્રમાં ફુલેરીન્સ અને તેમના ડેરિવેટિવ્ઝમાં મુખ્યત્વે નીચેના ત્રણ પાસાઓનો સમાવેશ થાય છે:

(1) ફુલરેન્સ સીધા ઉત્પ્રેરક તરીકે;

(2) ફુલરેન્સ અને તેમના ડેરિવેટિવ્ઝ એક સમાન ઉત્પ્રેરક તરીકે;

(3) વિજાતીય ઉત્પ્રેરકમાં ફુલરેન્સ અને તેમના ડેરિવેટિવ્ઝનો ઉપયોગ.
કાર્બન-કોટેડ નેનો-મેટલ કણો એ શૂન્ય-પરિમાણીય નેનો-કાર્બન-મેટલ સંયુક્તનો એક નવો પ્રકાર છે.કાર્બન શેલની મર્યાદા અને રક્ષણાત્મક અસરને લીધે, ધાતુના કણોને નાની જગ્યામાં સીમિત કરી શકાય છે અને તેમાં કોટેડ ધાતુના નેનોપાર્ટિકલ્સ બાહ્ય વાતાવરણના પ્રભાવ હેઠળ સ્થિર રીતે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે.આ નવા પ્રકારના શૂન્ય-પરિમાણીય કાર્બન-મેટલ નેનોમટેરિયલ્સમાં અનન્ય ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મો છે અને તે તબીબી, ચુંબકીય રેકોર્ડિંગ સામગ્રી, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ સામગ્રી, લિથિયમ બેટરી ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી અને ઉત્પ્રેરક સામગ્રીમાં એપ્લિકેશનની ખૂબ જ વિશાળ શ્રેણી ધરાવે છે.

એક-પરિમાણીય કાર્બન નેનોમટેરિયલ્સનો અર્થ એ છે કે ઇલેક્ટ્રોન મુક્તપણે માત્ર એક બિન-નેનોસ્કેલ દિશામાં આગળ વધે છે અને ગતિ રેખીય છે.એક-પરિમાણીય કાર્બન સામગ્રીના લાક્ષણિક પ્રતિનિધિઓ કાર્બન નેનોટ્યુબ, કાર્બન નેનોફાઇબર્સ અને તેના જેવા છે.બે વચ્ચેનો તફાવત તફાવત કરવા માટે સામગ્રીના વ્યાસ પર આધારિત હોઈ શકે છે, તે વ્યાખ્યાયિત કરવા માટેની સામગ્રીના ગ્રાફિટાઇઝેશનની ડિગ્રી પર પણ આધારિત હોઈ શકે છે.સામગ્રીના વ્યાસ મુજબનો અર્થ એ થાય છે કે: 50nm ની નીચેનો વ્યાસ D, આંતરિક હોલો માળખું સામાન્ય રીતે કાર્બન નેનોટ્યુબ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને 50-200nm ની રેન્જમાં વ્યાસ, મોટે ભાગે મલ્ટી-લેયર ગ્રેફાઇટ શીટ વળાંક સાથે, કોઈ સ્પષ્ટ હોલો સ્ટ્રક્ચર્સને ઘણીવાર કાર્બન નેનોફાઈબર્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

સામગ્રીના ગ્રાફિટાઇઝેશનની ડિગ્રી અનુસાર, વ્યાખ્યા એ દર્શાવે છે કે ગ્રેફિટાઇઝેશન વધુ સારું છે, તેનું ઓરિએન્ટેશનગ્રેફાઇટટ્યુબ અક્ષની સમાંતર લક્ષી શીટને કાર્બન નેનોટ્યુબ કહેવામાં આવે છે, જ્યારે ગ્રેફાઇટાઇઝેશનની ડિગ્રી ઓછી હોય છે અથવા ગ્રેફાઇટાઇઝેશન માળખું નથી, ગ્રેફાઇટ શીટ્સની ગોઠવણી અવ્યવસ્થિત હોય છે, મધ્યમાં હોલો માળખું ધરાવતી સામગ્રી અને તે પણબહુ-દિવાલોવાળા કાર્બન નેનોટ્યુબબધા કાર્બન નેનોફાઈબરમાં વિભાજિત છે.અલબત્ત, કાર્બન નેનોટ્યુબ અને કાર્બન નેનોફાઈબર્સ વચ્ચેનો તફાવત વિવિધ દસ્તાવેજોમાં સ્પષ્ટ નથી.

અમારા મતે, કાર્બન નેનોમટેરિયલ્સના ગ્રાફિટાઇઝેશનની ડિગ્રીને ધ્યાનમાં લીધા વિના, અમે હોલો સ્ટ્રક્ચરની હાજરી અથવા ગેરહાજરીના આધારે કાર્બન નેનોટ્યુબ અને કાર્બન નેનોફાઇબર્સ વચ્ચે તફાવત કરીએ છીએ.એટલે કે, હોલો માળખું વ્યાખ્યાયિત કરતી એક-પરિમાણીય કાર્બન નેનોમટેરિયલ્સ કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ છે જેનું કોઈ હોલો માળખું નથી અથવા હોલો માળખું સ્પષ્ટ એક-પરિમાણીય કાર્બન નેનોમટેરિયલ્સ કાર્બન નેનોફાઈબર્સ નથી.
દ્વિ-પરિમાણીય કાર્બન નેનોમટેરિયલ્સ: ગ્રાફીન એ દ્વિ-પરિમાણીય કાર્બન નેનોમટેરિયલ્સનું પ્રતિનિધિ છે.ગ્રાફીન દ્વારા રજૂ કરાયેલ દ્વિ-પરિમાણીય કાર્યાત્મક સામગ્રી તાજેતરના વર્ષોમાં ખૂબ જ ગરમ છે.આ સ્ટાર સામગ્રી મિકેનિક્સ, વીજળી, ગરમી અને ચુંબકત્વમાં અદ્ભુત અનન્ય ગુણધર્મો દર્શાવે છે.માળખાકીય રીતે, ગ્રાફીન એ મૂળભૂત એકમ છે જે અન્ય કાર્બન સામગ્રી બનાવે છે: તે શૂન્ય-પરિમાણીય ફુલરેન સુધી વિકૃત થાય છે, એક-પરિમાણીય કાર્બન નેનોટ્યુબમાં કર્લ્સ અને ત્રિ-પરિમાણીય ગ્રેફાઇટમાં સ્ટેક થાય છે.
સારાંશમાં, નેનોસાયન્સ અને ટેક્નોલોજી સંશોધનમાં કાર્બન નેનોમટેરિયલ્સ હંમેશા ચર્ચાનો વિષય રહ્યો છે અને તેણે મહત્વપૂર્ણ સંશોધન પ્રગતિ કરી છે.તેમની અનન્ય રચના અને ઉત્તમ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોને લીધે, કાર્બન નેનોમટેરિયલ્સનો વ્યાપકપણે લિથિયમ-આયન બેટરી સામગ્રી, ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક સામગ્રી, ઉત્પ્રેરક વાહકો, રાસાયણિક અને જૈવિક સેન્સર્સ, હાઈડ્રોજન સંગ્રહ સામગ્રી અને સુપરકેપેસિટર સામગ્રી અને ચિંતાના અન્ય પાસાઓમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

ચાઇના હોંગવુ માઇક્રો-નેનો ટેક્નોલોજી કું., લિમિટેડ - નેનો-કાર્બન સામગ્રીના ઔદ્યોગિકીકરણની અગ્રદૂત, ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન અને વિશ્વની અગ્રણી ગુણવત્તા, નેનો-ઉત્પાદન માટે કાર્બન નેનોટ્યુબ અને અન્ય નેનો-કાર્બન સામગ્રીના પ્રથમ સ્થાનિક ઉત્પાદક છે. કાર્બન સામગ્રી સમગ્ર વિશ્વમાં નિકાસ કરવામાં આવી છે, પ્રતિસાદ સારો છે.રાષ્ટ્રીય વિકાસ વ્યૂહરચના અને મોડ્યુલર મેનેજમેન્ટના આધારે, હોંગવુ નેનો તેના મિશન તરીકે ગ્રાહકોની વાજબી માંગને પહોંચી વળવા બજાર-લક્ષી, ટેક્નૉલૉજી-આધારિતને વળગી રહે છે અને ચીનના ઉત્પાદન ઉદ્યોગની મજબૂતાઈને વધારવા માટે અવિરત પ્રયાસો કરે છે.