10-06-2008, 12:53 AM
KARBON NANO TÜPLER
Nanotüpler silindirik karbon molekülleridir. Oldukça yüksek bir mukavemete sahiptirler . Isıl iletkenlikleri
yüksektir. [25]. Sekil 23’de karbon nanotüplerinin yapısı görülmektedir [26, 27, 28]. Karbon nanotüplerin
yapısı grafitinkine benzemektedir. !deal durumda bir karbon nanotüp, bir (tek katmanlı karbon nanotüp)
veya birkaç tane (çok katmanlı karbon nanotüp) silindirik grafit tabakasından olusur. Çok katmanlı karbon
nanotüplerde katmanlar arası mesafe 0,34-0,36 nanometredir. Bu boyut grafitin tipik atomik bosluguna
yakındır. Karbon-karbon bagları 0,14 nanometre uzunlugundadır ve bunlar elmastaki baglardan daha
kısadır. Bu da nanotüpün elmastan daha güçlü bir materyal oldugunu göstermektedir [29].
Sekil 23. Karbon nanotüplerin yapısı
Tüm dogal materyal türleri ile karsılastırıldıgında, karbon nanotüpler en yüksek mukavemete sahiptirler.
Çelikten 100 kat daha güçlü olup, özgül agırlıgı da 6 kat daha azdır. Tüp ekseni dogrultusunda yüksek
modülleri vardır. Çok esnek ve saglam olmaları nedeniyle, tüp ekseni yönünde çekilmeye karsı, hasar
görmeksizin direnç göstermeleri, onların ayrı bir özellikleridir. Nanotüp boyu, enine göre çok büyük
oldugu için çok esnektir. Bu sebeple bilesenler, potansiyel olarak anizotropik özellik gerektiren kompozit
materyal uygulamaları için uygundur ve gelecegin yüksek performanslı liflerini olusturmak için
kullanılabilirler. Küçük çaplı (yaklasık 1-2 nanometre) tüplerden olusturulmus bir demeti koparabilmek
için uygulanan çekme kuvvetinin büyüklügü yaklasık 36 GPa’dır. Buna göre, nanotüp lifleri gerilmeye
karsı en saglam malzeme özelligi tasıyan liflerdir [29].
Sekil 24. Karbon nano-tüplerin kopma dayanımlarının diger liflerle kıyaslanması [30]
Texas Universitesinde yapılan arastırmalar sonucunda, karbon nanotüpleri ve polivinilalkol’den saç teli
ile aynı kalınlıkta, 100-200 metre uzunlugunda lifler bir lif elde edilmistir. Elde edilen bu lif, 3000 farklı
materyal ile karsılastırılmıs, lifin çeligin 20 katı, Kevların 17 katı ve örümcek ipeginin 4 katı enerji
absorbe edebildigi tespit edilmistir. Bu lifin, yüksek mukavemetli kumaslarda ve yüksek enerji
absorbiyonuna sahip maddelerin üretiminde kullanım alanı bulacagı düsünülmektedir. Ayrıca, koruyucu
malzemeler, patlamaya karsı koruyucu örtü, kursun geçirmez yelekler için kullanılmaları da
düsünülmektedir [31]. Bu liflerin dezavantajları oldukça pahalı olmalarıdır. 2003 yılı verilerine göre 1 gr
karbon nanotüpünün fiyatı, saflıga ve olustugu katman bilesimine ve diger özelliklerine baglı olarak 20-
1000 Euro arasında degismektedir [32]
Nanotüpler silindirik karbon molekülleridir. Oldukça yüksek bir mukavemete sahiptirler . Isıl iletkenlikleri
yüksektir. [25]. Sekil 23’de karbon nanotüplerinin yapısı görülmektedir [26, 27, 28]. Karbon nanotüplerin
yapısı grafitinkine benzemektedir. !deal durumda bir karbon nanotüp, bir (tek katmanlı karbon nanotüp)
veya birkaç tane (çok katmanlı karbon nanotüp) silindirik grafit tabakasından olusur. Çok katmanlı karbon
nanotüplerde katmanlar arası mesafe 0,34-0,36 nanometredir. Bu boyut grafitin tipik atomik bosluguna
yakındır. Karbon-karbon bagları 0,14 nanometre uzunlugundadır ve bunlar elmastaki baglardan daha
kısadır. Bu da nanotüpün elmastan daha güçlü bir materyal oldugunu göstermektedir [29].
Sekil 23. Karbon nanotüplerin yapısı
Tüm dogal materyal türleri ile karsılastırıldıgında, karbon nanotüpler en yüksek mukavemete sahiptirler.
Çelikten 100 kat daha güçlü olup, özgül agırlıgı da 6 kat daha azdır. Tüp ekseni dogrultusunda yüksek
modülleri vardır. Çok esnek ve saglam olmaları nedeniyle, tüp ekseni yönünde çekilmeye karsı, hasar
görmeksizin direnç göstermeleri, onların ayrı bir özellikleridir. Nanotüp boyu, enine göre çok büyük
oldugu için çok esnektir. Bu sebeple bilesenler, potansiyel olarak anizotropik özellik gerektiren kompozit
materyal uygulamaları için uygundur ve gelecegin yüksek performanslı liflerini olusturmak için
kullanılabilirler. Küçük çaplı (yaklasık 1-2 nanometre) tüplerden olusturulmus bir demeti koparabilmek
için uygulanan çekme kuvvetinin büyüklügü yaklasık 36 GPa’dır. Buna göre, nanotüp lifleri gerilmeye
karsı en saglam malzeme özelligi tasıyan liflerdir [29].
Sekil 24. Karbon nano-tüplerin kopma dayanımlarının diger liflerle kıyaslanması [30]
Texas Universitesinde yapılan arastırmalar sonucunda, karbon nanotüpleri ve polivinilalkol’den saç teli
ile aynı kalınlıkta, 100-200 metre uzunlugunda lifler bir lif elde edilmistir. Elde edilen bu lif, 3000 farklı
materyal ile karsılastırılmıs, lifin çeligin 20 katı, Kevların 17 katı ve örümcek ipeginin 4 katı enerji
absorbe edebildigi tespit edilmistir. Bu lifin, yüksek mukavemetli kumaslarda ve yüksek enerji
absorbiyonuna sahip maddelerin üretiminde kullanım alanı bulacagı düsünülmektedir. Ayrıca, koruyucu
malzemeler, patlamaya karsı koruyucu örtü, kursun geçirmez yelekler için kullanılmaları da
düsünülmektedir [31]. Bu liflerin dezavantajları oldukça pahalı olmalarıdır. 2003 yılı verilerine göre 1 gr
karbon nanotüpünün fiyatı, saflıga ve olustugu katman bilesimine ve diger özelliklerine baglı olarak 20-
1000 Euro arasında degismektedir [32]