karbon nanotüp

• saç teli kalınlığında bir karbon nanotüp teli teoride bir arabanın ağırlığını rahatlıkla taşıyabilirmiş; ama arabanın şasisini tereyağı gibi kesermiş (bilimsel geyik süper oluyor).
• bakın buraya yazıyorum, 2012'de dünyaya birşey olmaz ise, karbon nanotüp geleceğin ta kendisidir.
  sağlık, üretim ve inşaat başta olmak üzere insan emeği ve mevcut teknik desteğinin çok daha ötesinde bir verimliliğe ulaşacağız.
  bugün imkansız görünen yapılar yükselecek, uzay asansörü filan gibi fantastik duran projeler hayata geçecek, savaşlar filan da banko son bulur.
  ondan sonra biz de yan gelip yatarız.
  sigarayı bırakın, spora başlayın, ömrünüzü uzatmaya çalışın. şöyle bir 30-40 sene sonra dünyada lale devrinin ağababasını yaşayacağız.
• stanford'daki bir grup muhendis ve bilim insani ki$ilerin "karbon nanotup tabanli ilk bilgisayari" ureterek sektorde yeni bir sayfa acmalarina vesile olmustur yakin zamanda. arastirmacilarin bu basarisi, simdilik cok basit bir bilgisayar gibi gozukse de cnt'lerin silikon tabanli devre elemanlari yerine kullanilabileceginin en muhim pratik ispati olarak gorulmekte. simdi silikon dusunsun!
• bilim adamları tarafından, hafif elektrik akımları sonucunda kasılacak şekilde dizilmiş ve yapay kas oluşturabilmiş grafit atomlarından silindirler. bu yapay kaslar normal insan kaslarının 30 katı güçle kasılabiliyorlar ve insan kası saniyede yüzde 10 kısalabilir iken bunlar yüzde 40 000^* kasılabiliyor.
• karbonun bir allotropudur. 1991 tarihinde sumio iijima tarafından grafitten üretilmiştir. tarihine şöyle detaylı bakabilirsiniz: nanotüp tarihi
  
  --- spoiler ---
  bu ürünün güçlü elektronik ve mekanik özellikler göstermesinin nedeni nedir?
  --- spoiler ---
  önce kısa bilgi verelim: karbon nanotüpler çelikten 500-600 kat yüksek elastik modüle sahipken; örülme biçimine bağlı olarak bakır kadar iletken veya silisyum gibi yarı iletken olabilmektedir.
  (referans1 ve referans 2)
  
  böyle olmasını sağlayan özelliklerin başında hibritleşme özelliği ve tabakalar arasında düşük çekim özelliğine saship van der waals bağlarının olmaması gelir ki bu sayede kıvrılabilmektedir. örneğin güçlü 4lü kovalent bağ olan elmas çok serttir ve kıvrılamaz.
  
  --- bilimsel detay ---
  
  kısaca şöyle açıklayabiliriz: sp2 yani 3 bağ yapan hibrit bağlar sp3'e göre daha kararlıdır. çünkü sp2'nin sp3'e göre s orbitalinin etkinliği artar. bilindiği gibi s orbitali merkeze daha yakındır ve çekirdek tarafından daha güçlü şekilde çekilmektedir ve p orbitainin etkinliği(sp3'de p orbitalinin 3 elektronu etkin) azaldıkça yapı daha kararlı hale gelmektedir. (kimyadan hatırlayalım c=1s2 2s2 2p2) karbon toplamda 4 bağ yapabilir fakat sp2 bağı sebebiyle açıkta kalan 1 elektron aynı zamanda iletkenliği kontrol etmemizi sağlar ki buna delokalize olmuş elektron diyoruz, yani karbonun diğer allotropu olan sp3 bağlı(4 bağ yapmış) elmas gibi yalıtkan değildir.
  --- bilimsel detay ---
  
  --- spoiler ---
  kısaca üretim yöntemleri
  --- spoiler ---
  katı yöntemler(lazer, ark boşaltım), gaz yöntemlerle(kimyasal buhar biriktirme yöntemleri) üretilebilmektedir. şuradan inceleyebilirsiniz.
  
  tek tabakalı yapıya sahip olan grafen sonrası nanotübün özelliklerini anlamak kolaylaşmıştır. bilim adamları şunu düşünüyor: "nanotüp aslında dürüm yapılmış bir grafendir." tanım olarak 1 boyutlu fakat 1e 1000 çerçeve oranına sahip bir malzeme tipidir.
  
  --- spoiler ---
  karbon nanotüp çeşitleri
  --- spoiler ---
  bu tüpün farklı cinsleri mevcut. eğer tek katmanlı grafeni dürüm yaparsanız tek duvarlı, çok katmanlı grafenleri dürüm yaparsanız çok duvarlı nanotüpler ortaya çıkar. tahmin edeceğiniz gibi küçük boyutları sebebiyle tek duvarlıyı üretmek daha zordur, bu sebeple sıklıkla çok duvarlı tercih edilmektedir. altta tek ve çok duvarlı nanotüplerin geçirmeli elektron mikroskobu görüntülerini inceleyebilirsiniz.
  karbon nanotüp tem görüntüleri
  tek ve çok duvarlı nanotüpler (referans)
  
  tek duvarlı karbon nanotüplerin iletkenliği de nasıl dürüm yaptığınıza bağlı olarak değişmektedir. bu sayede iletken veya yarı-ilerken üretebilir ünlü silisyum elementi yerine kullanabilirsiniz. bu arada ilgili diğer bir yazım:
  ekşi şeyler: malzeme devrimi sağlayan malzemeler
  
  nanotüplerin iletkenliğini karbonların yerini göstermekte kullandığımız kiral vektörlerin toplamı ile belirleyebiliriz. 3 tipi vardır: kiriş, zig-zag ve kiral şekilleri (n, n), (n, 0) ve (n, m) olarak ifade edilebiliyor. fizikle ilgilenmeyenleri detaylarla boğmayacağım isteyen verdiğim kaynaklara bakabilir. (referans), referans
  
  nanotüpte kıvrımlı yapı mevcuttur bu yüzey alanının artmasına sebep olur ki bu da filtrelemede kullanışlı bir ürün elde etmenizi sağlar. aynı zamanda yüksek iletkenliğe, ihmal edilebilecek bir termal genleşmeye sahiptir. pil uygulamalarında, iletken ve yüksek mukavemete sahip bant uygulamalarında veya yüksek termal iletkenlikleri sebebiyle hassas ölçüm cihazlarına kadar kullanılabilirler. (referans)
  
  --- spoiler ---
  karbon nanotüp sorunları
  --- spoiler ---
  karbon tüplerin en büyük problemi kompozit üretiminde yapıda homojen dağılamamasıdır. çünkü yüksek yüzey alanına sahip ve tabakalar arasında grafite benzer şekilde güçlü van der waals etkileşimleri olur, bu da topaklaşmalara sebebiyet verir. haliyle polimer matriksle arayüzeyde bağlantı oluşturmada sorunlar çıkar. kısacası tek bir nanotüpün üretimi kolay yapılsa da milyonlarcasını bir arada kontrol etmek oldukça zordur. (referans)
  
  esas sorunsa bu kadar iyi bir malzemenin neden çelik yerine geçmediğidir? aslında cevabı çok basit. o kadar büyük boyutlarda üretilemiyor şu an mikrometre seviyesinde büyütülebilen bir teknoloji ve kompozit olarak kullanılması halinde üstte bahsettiğimiz gibi karışmama sorunları ortaya çıkabiliyor. bunlar yanında üretim maliyeti kullanılan ekipmanlar sebebiyle oldukça yüksek.
  (bkz: karbon/@karanlikruya)
• novasolix adlı startup, karbon nanotüp antenleri kullanarak 90% verimle güneş ışığından enerji elde ettiklerini açıklamış. 20% verimli fotovoltaik panellere göre çok daha büyük bir verimle çalışan bu antenlerin teknolojisi, 1960'lardan beri hayatımızda yer alan rfid etiketlerin çalışma prensibi ile aynı. güneşten gelen nano dalgaları yakalayan antenler enerjileniyorlar.
  
  90% verim demek, bir günlük güneş ışığı ile 100 km yol yapacak enerji elde etmiş oluyorsunuz.
• superiletken'e yakin davranis gosterebilen buckyball'larin orta kisimlarinin ardarda dizilmesiyle olusturulan kablo.
• kisaca karbon atomlarindan olusan graphene formundaki silindirlerdir. karbon nanotupler ilk kez 90li yillarda japon bir bilimadami tarafindan rasgele bulunmus, cok kisa bir zamanda binlerce fizik, elektronik, kimya ve malzeme bilimiyle ugrasan bilimadaminin ilgi odagi haline gelivermistir. suanda carbon nanotube arastirmalarina milyarlarca dolar para akitilmaktadir.
  bloch teoremi ve perturbation teorisi kullanilarak yaklasik bir energy band structurei elde edilebilir. oyle manyak bir yapidir ki yaricapi birkac nanometre, uzunlugu birkac milimetre olabilmektedir. geometrik ozelliklerine, uzerine uygulanan elektrik/manyetik alana bagli olarak iletken ya da yalitkan yapilabilmeleri dolayisiyla gunun birinde $uan kullanilan semiconductorlarin yerini alacagi tahmin edilmektedir.
• adamlar karbon nano tüp (cnt) tabakalarını kullanarak su altında çalışan görünmezlik pelerini yapmışlar.http://haber.mynet.com/…runmezlik-pelerini-595365-1
  karbon nanatüp dedin mi orda bi durucan.
• an itibariyle gunde ortalama 7 bilimsel yayina konu olan sp2 hibridesmesine sahip tuhaf tupler