Көміртекті талшықты резервуардағы нанотүтіктер технологиясының рөлі: нақты артықшылықтар немесе жай ғана Hype?

Кіріспе

Нанотүтіктер технологиясы көміртекті нанотүтіктер (CNTs) беріктігін, беріктігін және өнімділігін айтарлықтай арттыра алатынын мәлімдей отырып, озық материалтануда өзекті тақырып болды.көміртекті талшықты резервуарс. Дегенмен, практикалық қолданбалар жиі аралас нәтижелер көрсетеді. Кейбір өндірушілер механикалық қасиеттердің жоғарылағанын хабарлайды, ал басқалары, мысалы, зертханалық сынақтар, жақсартудың аз немесе жоқ екенін көрсетеді. Бұл мақала нанотүтіктер технологиясы шынымен жақсырақ әсер ететінін зерттейдікөміртекті талшықты резервуарs немесе бұл жай ғана маркетингке негізделген хайп болса.

Көміртекті нанотүтіктер технологиясын түсіну

Көміртекті нанотүтіктер – бір қабатты көміртек атомдарының (графен) оралған парақтарынан тұратын цилиндрлік молекулалар. Олар ерекше беріктігімен, жоғары электр және жылу өткізгіштігімен және жеңіл қасиеттерімен танымал. Теориялық тұрғыдан, CNTs көміртекті талшықты композиттерге енгізілгенде, олар созылу беріктігін арттырып, соққыға төзімділікті жақсарта алады және тіпті соңғы өнімнің қызмет ету мерзімін ұзарта алады.

Нанотүтіктер қалай біріктірілгенКөміртекті талшықты резервуарs

Нанотүтіктерді шайыр матрицасына немесе тікелей көміртекті талшықты өндіру процесіне қосуға болады. Мақсат - шайыр мен көміртекті талшықтар арасындағы байланысты жақсарту арқылы күшейтілген композиттік құрылымды жасау. Кейбір күтілетін артықшылықтар мыналарды қамтиды:

• Созылу күшінің артуы: Нанотүтіктер өте берік және жақсы дисперсті болса, олар композиттің жалпы беріктігін жақсартуы керек.
• Жақсартылған төзімділік: CNT микрокрекингті азайтып, резервуарды шаршау мен қысым циклдарына төзімді етеді деп күтілуде.
• Салмақты азайту: Материалдың беріктігін арттыру арқылы жұқа және жеңіл резервуарларды өнімділікті төмендетпей жобалауға болады.
• Жақсартылған термиялық тұрақтылық: Нанотүтіктер жоғары температурада қолдануға көмектесетін тамаша ыстыққа төзімділікке ие.

Неліктен кейбір сынақтар аз немесе мүлдем жақсармайды

Осы теориялық артықшылықтарға қарамастан, көптеген зертханалар мен өндірушілер, соның ішінде өзіңіздікі - өнімділіктің айтарлықтай өсімін табады. Мұның кейбір себептері мыналарды қамтиды:

1. Нанотүтіктердің нашар дисперсиясы
   • CNT бір-біріне жабысады, бұл оларды шайырда біркелкі бөлуді қиындатады. Егер дисперсия біркелкі болмаса, күшейтудің күтілетін пайдасы орындалмауы мүмкін.
2. Фазааралық байланыс мәселелері
   • Нанотүтіктерді шайырға немесе талшыққа қосу жақсы адгезияға кепілдік бермейді. Егер CNT және қоршаған материал арасындағы байланыс әлсіз болса, олар құрылымдық беріктікке ықпал етпейді.
3. Өңдеу қиындықтары
   • CNTs қосу шайырлардың тұтқырлығын өзгерте алады, бұл өндіріс процесін күрделірек етеді және соңғы өнімнің сапасын потенциалды түрде төмендетеді.
4. Шекті табыстар және жоғары шығындар
   • Кейбір жақсартулар байқалған кезде де, олар CNT-ді біріктірудің қосымша құны мен күрделілігін негіздеу үшін жеткілікті маңызды болмауы мүмкін.көміртекті талшықты резервуарөндіріс.

Нақты әлем қолданбалары: ол қай жерде жұмыс істей алады

CNTs дәстүрлі түрде күрт жақсартпауы мүмкінкөміртекті талшықты резервуарSCBA, EEBD немесе пневматикалық мылтықтарда қолданылғанымен, олардың әлі де тауаша қолданбалары болуы мүмкін:

• Экстремалды орталар: Аэроғарыштық және әскери қолданбаларда тіпті күштің шамалы жақсаруы немесе салмағын азайту CNT-жақсартылған танктерді пайдалануды ақтай алады.
• Жоғары циклді шаршауға қарсылық: Егер дұрыс біріктірілген болса, CNT микрокрекингті азайтуы мүмкін, бұл цистерналар жиі қысымды циклдардан өтетін салаларға пайдасын тигізуі мүмкін.
• Болашақ зерттеу әлеуеті: Дисперсиялық әдістер мен байланыстыру технологиялары жақсарған сайын, көміртекті талшық композиттерінде CNTs болашақ қолданулары жақсы нәтижелер беруі мүмкін.

Қорытынды: Хайп немесе шындық?

Ағымдағы нәтижелерге сүйенсек, CNT әлеуеті бар, бірақ әлі ойын өзгерте алмайдыкөміртекті талшықты резервуарөнеркәсіптік қолданбалардың көпшілігінде. Дисперсиядағы, байланыстырудағы және үнемділіктегі қиындықтар оларды көптеген өндірушілер үшін мүмкін емес етеді. Жүргізіліп жатқан зерттеулер олардың әлеуетін толық ашуы мүмкін, бірақ қазір нанотүтіктер технологиясыкөміртекті талшықты резервуарs міндетті функциядан гөрі эксперименттік жақсарту сияқты. Егер сіздің сынақтарыңыздың пайдасы шамалы болса, CNT интеграциясына көп қаражат жұмсамай, танк жұмысын жақсартудың дәлелденген әдістеріне назар аударған дұрыс.