"कार्बन नैनोट्यूब": अवतरणों में अंतर
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[[File:CntHAADF.jpg|thumb|एक एकल-दीवार नैनोट्यूब को दिखाता इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ
अधिकांश एकल-दीवार नैनोट्यूब (SWNT) का व्यास करीब 1 नैनोमीटर होता है, जहां ट्यूब की लंबाई कई लाख गुना अधिक हो सकती है. एक ग्रेफाइट की एक-एटम मोटी परत को जिसे ग्रफीन कहा जाता है, एक निर्बाध सिलेंडर में लपेट कर एक SWNT की संरचना को संकल्पित किया जा सकता है. जिस तरीके से ग्रफीन शीट को लपेटा जाता है उसे सूचकांकों की एक जोड़ी (''n,m'' ) के द्वारा दर्शाया जाता है जिसे काइरल वेक्टर कहा जाता है. ''n'' और ''m'' पूर्णांक, ग्रफीन के हनिकौम [[क्रिस्टल लैटिस]] में दो दिशाओं में यूनिट [[वैक्टर]] की संख्या को दर्शाते हैं. यदि ''m'' = 0, नैनोट्यूब को "ज़िगज़ैग" कहा जाता हैं. यदि ''n'' = ''m'' , नैनोट्यूब को "आर्मचेयर" कहा कहा जाता है. अन्यथा, उन्हें "काइरल" कहते हैं.
एकल-दीवार नैनोट्यूब, कार्बन नैनोट्यूब के एक महत्वपूर्ण प्रकार हैं क्योंकि ऐसा विद्युत् गुण प्रदर्शित करते हैं जो बहु-दीवार कार्बन नैनोट्यूब (MWNT) प्रकार में नहीं पाया जाता. एकल-दीवार नैनोट्यूब, सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए सबसे अधिक संभावित उम्मीदवार हैं जो वर्तमान में इलेक्ट्रोनिक्स में प्रयुक्त होने वाले माइक्रो इलेक्ट्रोमेकेनिकल से परे है. इन पद्धतियों का सबसे मूल निर्माण खंड बिजली का तार है, और SWNTs उत्कृष्ट परिचालक हो सकते हैं.<ref>{{cite journal|first=J.W.|last=Mintmire|title=Are Fullerene Tubules Metallic?|journal=Physical Review Letters|volume=68|pages=631–634|date=3 February 1992|doi=10.1103/PhysRevLett.68.631|pmid=10045950|last2=Dunlap|first2=BI|last3=White|first3=CT|issue=5}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Dekker|first=Cees|title=Carbon nanotubes as molecular quantum wires|year=1999|journal=Physics Today|volume=52|pages=22–28|url=http://www.physicstoday.org/vol-56/iss-2/pdf/vol52no5p22-28.pdf |format=PDF|doi=10.1063/1.882658}}</ref> एक SWNTs के उपयोगी अनुप्रयोग पहले intramolecular [[क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर]] (FET) के विकास में है. SWNT FETs का प्रयोग करते हुए पहले इंट्रामोलीक्युलर [[लॉजिक गेट]] का उत्पादन भी हाल ही में संभव हो पाया है.
एकल-दीवार नैनोट्यूब का उत्पादन अभी भी बहुत महंगा है, यथा 2000 प्रति ग्राम करीब $1500, और अधिक किफायती संश्लेषण तकनीक का विकास कार्बन नैनोतकनीक के भविष्य के लिए महत्वपूर्ण है. यदि संश्लेषण का सस्ता तरीका नहीं खोजा जाता है, तो इसके कारण इस तकनीक को व्यावसायिक पैमाने पर लागू करना वित्तीय रूप से असंभव हो जाएगा.
===बहु-दीवार ===
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===टोरस===
[[File:NanoBud.JPG|thumb|right|एक स्थिर नैनोबड संरचना]]
एक नैनोटोरस को सैद्धांतिक रूप से एक कार्बन नैनोट्यूब के रूप में वर्णित किया जाता है जिसे एक [[टोरस]] (डोनट आकार) में मोड़ा गया है. नैनोटोरी में कई विशिष्ट गुण होने की भविष्यवाणी की गई है, जैसे कुछ विशेष radii के लिए पूर्व में अपेक्षित चुंबकीय क्षण से 1000 गुना बड़ा.<ref name="nanotori">{{Cite journal|last=Liu|first=Lei|title=Colossal Paramagnetic Moments in Metallic Carbon Nanotori|year=2002|journal=Physical Review Letters|volume=88|doi=10.1103/PhysRevLett.88.217206|page=217206|last2=Guo|first2=G. Y.|last3=Jayanthi|first3=C. S.|last4=Wu|first4=S. Y.}}</ref> [[चुंबकीय क्षण]], विद्युत् स्थायित्व व अन्य गुण, टोरस की त्रिज्या और ट्यूब की त्रिज्या के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न होते हैं.
===नैनोबड ===
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===कप स्टैक्ड कार्बन नैनोट्यूब ===
[[कप स्टैक्ड कार्बन नैनोट्यूब]] (CSCNTs) अन्य अर्ध-1 D कार्बन संरचनाओं से भिन्न हैं जो सामान्य रूप से इलेक्ट्रॉन के एक धातु परिचालक के रूप में व्यवहार करते हैं, CSCNTs ग्रफीन परतों के खड़े सूक्ष्म ढांचे के कारण अर्ध-परिचालक व्यवहार का प्रदर्शन करते हैं.<ref>
==गुण==
===मज़बूती ===
कार्बन नैनोट्यूब, [[तनन-सामर्थ्य]] और [[लोचदार मापांक]] के मामले में अब तक के खोजे गए क्रमशः सबसे मज़बूत और सबसे कठोर पदार्थ हैं. यह मजबूती, व्यक्तिगत कार्बन परमाणुओं के बीच गठित कोवैलेंट sp² बांड का परिणाम है. 2000 में, एक बहु-दीवार कार्बन नैनोट्यूब में 63 [[गीगापास्कल्स]] (GPa) का तनन-सामर्थ्य होने के लिए जांचा गया था.<ref name="Strength and Breaking">{{Cite journal|first = Min-Feng|last=Yu|year=2000|title=Strength and Breaking Mechanism of Multiwalled Carbon Nanotubes Under Tensile Load|doi=10.1126/science.287.5453.637|journal=Science|volume=287|pages=637–640|pmid=10649994|last2 = Lourie|first2 = O|last3 = Dyer|first3 = MJ|last4 = Moloni|first4 = K|last5 = Kelly|first5 = TF|last6 = Ruoff|first6 = RS|issue = 5453}}</ref> (उदाहरण के लिए, यह 1
अत्यधिक लचीले-तनाव के तहत, ट्यूब [[प्लास्टिक विकार]] से गुजरते हैं, जिसका मतलब है कि विकार स्थायी है. यह विकार लगभग 5% के तनाव में शुरू होता है और तनाव ऊर्जा को छोड़ते हुए फ्रैक्चर से पहले, ट्यूब की क्षमतानुसार अधिकतम तनाव बढ़ सकता है.
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{| style="font-size:95%;text-align:center" class="wikitable" border="0"
|+ यांत्रिक गुणों की तुलना<td><ref>
|-
! पदार्थ
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<sup>E</sup> प्रायोगिक अवलोकन; <sup>T</sup> सैद्धांतिक भविष्यवाणी
उपर्युक्त चर्चा नैनोट्यूब के अक्षीय गुणों को संदर्भित करती है, जबकि सरल ज्यामितीय विमर्श सुझाते हैं कि कार्बन नैनोट्यूब, ट्यूब धुरी के साथ की बजाय रेडियल दिशा में अधिक नरम होने चाहिए. यकीनन, रेडियल लोच के [[TEM]] अवलोकन ने यह सुझाया कि वान डेर वाल्स बल, दो समीपवर्ती नैनोट्यूब को ख़राब कर सकते हैं.<ref>
===कठोरता===
[[हीरे]] को सबसे कठोर पदार्थ माना जाता है, और यह अच्छी तरह से ज्ञात है कि ग्रेफाइट उच्च तापमान और उच्च दबाव की परिस्थितियों में हीरे में परिवर्तित हो जाता है. SWNTs को ''घरेलु तापमान'' पर 24 GPa से ऊपर का दबाव देते हुए एक अत्यंत कठोर पदार्थ के संश्लेषण में, एक अध्ययन सफल रहा. इस पदार्थ की कठोरता को एक [[नैनोअभिस्थापक]] से 62-152 GPa मापी गई. संदर्भ हीरे और [[बोरान नाइट्राइड]] नमूनों की कठोरता क्रमशः 150 और 62 GPa थी. संपीड़ित SWNTs का [[थोक मापांक]] 462-546 GPa था, जिसने हीरे के 420 GPa के मूल्य को पीछे कर दिया.
{{cite journal |author=M. Popov ''et al.''|title=Superhard phase composed of single-wall carbon nanotubes|journal=[[Phys. Rev. B]]|volume=65|pages=033408|year=2002|doi=10.1103/PhysRevB.65.033408|url=http://www.ssl.physics.ncsu.edu/publication/browse/getFileAction?fileref=2003-02-27+12:53:01&dbfilename=2002-PRB65-033408.pdf|format=free download PDF
}}</ref>
पंक्ति 116:
===गतिजन्य===
बहु-दीवार नैनोट्यूब, एक दूसरे के भीतर समाहित बहु संघनित नैनोट्यूब, एक आश्चर्यजनक टेलिस्कोपीय गुण प्रदर्शित करते हैं जिसके तहत एक आंतरिक नैनोट्यूब केंद्र, अपने बाहरी नैनोट्यूब खोल में लगभग बिना घर्षण के खिसक सकता है, इस तरह एक आणवीय रूप से सटीक रेखीय या घूर्णी असर पैदा करता है.
यह [[आणविक नैनोतकनीक]] का एक पहला सही उदाहरण है, जिसके तहत उपयोगी मशीन बनाने के लिए परमाणु सटीक स्थिति में जाते हैं. पहले से ही इस गुण का उपयोग दुनिया के सबसे छोटे घूर्णी [[मोटर]] बनाने के लिया किया जा चूका है.<ref>
भावी अनुप्रयोग जैसे गीगाहर्ट्ज़ यांत्रिक ओसिलेटर की भी परिकल्पना की गई है.
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ग्राफीन की सममिति और अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक संरचना की वजह से, एक नैनोट्यूब का ढांचा, इसके विद्युत गुणों को अत्यधिक प्रभावित करता है. दिए गए एक (''n'' ,''m'' ) नैनोट्यूब के लिए, यदि ''n'' = ''m'' , नैनोट्यूब धात्विक है; अगर ''n'' - ''m'' , 3 का एक गुणज है, तो नैनोट्यूब एक अत्यंत छोटे बैंड अंतराल वाला अर्ध-परिचालक है, अन्यथा नैनोट्यूब एक मध्यम [[अर्धचालक]] है. इस प्रकार सभी आर्मचेयर ''(n'' = ''m'' ) नैनोट्यूब धात्विक हैं, और नैनोट्यूब (5,0), (6,4), (9,1), आदि अर्ध-परिचालक हैं. सिद्धांत रूप में, धात्विक नैनोट्यूब 4 × 10<sup>9</sup> A/cm<sup>2</sup> की एक विद्युत घनत्व धारा को ले जा सकता है, जो [[तांबा]] जैसी धातुओं से 1,000 गुना से अधिक बड़ा है.<ref>{{Cite journal|first=Seunghun|last=Hong|year=2007|title=Nanotube Electronics: A flexible approach to mobility|journal=Nature Nanotechnology|volume=2|pages=207–208|doi=10.1038/nnano.2007.89|pmid=18654263|last2=Myung|first2=S|issue=4}}</ref>
अंतरसम्बंधित आतंरिक खोल वाले बहु-दीवार कार्बन नैनोट्यूब, अपेक्षाकृत एक उच्च संक्रमण तापमान प्रदर्शित करते हैं T<sub>c</sub> = 12 [[K]]. इसके विपरीत, T<sub>c</sub> मूल्य, ऐसे परिमाण का एक क्रम है जो एकल-दीवार कार्बन नैनोट्यूब की रस्सियों के लिए न्यून है या हमेशा की तरह गैर अंतरसम्बंधित खोल वाले MWNTs के लिए.
===ऑप्टिकल===
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|last5 = Dai
|first5 = H
|issue = 1}}</ref>, इसकी तुलना में तांबा, अपनी अच्छी [[तापीय चालकता]] के लिए ज्ञात एक धातु, 385 W.m<sup>
===दोष===
तमाम पदार्थों की तरह, [[क्रिस्टलीयग्राफिक दोष]] की मौजूदगी पदार्थ के गुणों को प्रभावित करता है. दोष, परमाणु [[रिक्तियों]] के रूप में हो सकते हैं. ऐसे दोषों का उच्च स्तर, तनन-सामर्थ्य को 85% तक कम कर सकता है. कार्बन नैनोट्यूब दोष का एक दूसरा रूप [[स्टोन वेल्स दोष]] है, जो बांड के पुनर्निर्माण के द्वारा एक पंचकोण और सप्तकोण जोड़ी बनाता है. CNTs की बहुत छोटी संरचना के कारण, ट्यूब का तनन-सामर्थ्य एक चेन के समान उसके सबसे कमजोर वर्ग पर निर्भर रहता है, जहां सबसे कमजोर कड़ी की मज़बूती चेन की अधिकतम शक्ति बन जाती है.
क्रिस्टलीयग्राफिक दोष, ट्यूब के विद्युत गुण को भी प्रभावित करते हैं. एक आम परिणाम है - ट्यूब की दोषपूर्ण क्षेत्र के माध्यम से न्यून चालकता. आर्मचेयर-प्रकार के ट्यूब में एक दोष (जो बिजली के चालाक हैं) आसपास के क्षेत्र को अर्ध-परिचालक बना सकते हैं, और एकल मोनोएटोमिक रिक्तियां चुंबकीय गुण को प्रेरित करती हैं.<ref>
क्रिस्टलीयग्राफिक दोष, ट्यूब के तापीय गुणों को अत्यधिक प्रभावित करते हैं. इस तरह के दोष, [[फोनन]] प्रकीर्णन को प्रेरित करते हैं, जो बदले में फोनन की विश्रांति दर को बढ़ाता है. यह [[मीन फ्री पाथ]] को कम कर देता है और नैनोट्यूब संरचनाओं की तापीय चालकता को कम कर देता है. फोनन ट्रांसपोर्ट सिमुलेशन से संकेत मिलता है कि स्थानापन्न सम्बन्धी दोष जैसे की नाइट्रोजन या बोरान, उच्च फ्रीक्वेंसी ऑप्टिकल फोनन के प्रकीर्णन को मुख्य रूप से प्रेरित करेंगे. हालांकि, बड़े पैमाने दोष जैसे [[स्टोन वेल्स दोष]], विस्तृत श्रृंखला की आवृत्तियों पर फोनन प्रकीर्णन को प्रेरित करता है जिसके परिणामस्वरूप तापीय चालकता में काफी कमी हो जाती है.
===एक आयामी परिवहन===
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===विषाक्तता===
कार्बन नैनोट्यूब की विषाक्तता निर्धारण करना, नैनोतकनीक में सबसे अहम सवालों में से एक रहा है. दुर्भाग्य से, ऐसे शोध केवल अभी शुरू हुए हैं और आंकड़े अभी भी अपूर्ण और आलोचना के अधीन हैं. प्रारंभिक परिणाम, इस विषम पदार्थ की विषाक्तता के मूल्यांकन में होने वाली कठिनाइयों पर प्रकाश डालते हैं. मापदंड, जैसे की संरचना, आकार [[वितरण]], [[सतह क्षेत्र]], सतह रसायन, [[सतह प्रभार]], और [[पुंज]] स्थिति के साथ-साथ नमूनों की शुद्धता का कार्बन नैनोट्यूब की [[प्रतिक्रियाशीलता]] पर काफी प्रभाव पड़ता है. लेकिन, उपलब्ध आंकड़े स्पष्ट रूप से बताते हैं कि, कुछ परिस्थितियों के अंतर्गत, नैनोट्यूब झिल्ली बाधाओं को पार कर सकते हैं, जिससे यह संकेत मिलता है कि अगर कच्चे माल, अंगों तक पहुंचते हैं तो वे हानिकारक प्रभाव पैदा कर सकते हैं जैसे की सूजन और तंतुमय प्रतिक्रिया.
[[कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय]] की अलेक्सांड्रा पोर्टर के नेतृत्व में किये गए एक अध्ययन से पता चलता है कि CNTs मानव कोशिकाओं में प्रवेश कर सकते हैं और [[साइटोप्लास्म]] में जमा हो सकते हैं, जिससे कोशिका मृत्यु होती है.
कृंतक अध्ययन के परिणाम बताते हैं कि चाहे किसी भी प्रक्रिया से CNTs को संश्लेषित किया गया हो और धातुओं की कितनी भी मात्रा और प्रकार उनमें हो, CNTs [[सूजन]], [[उपकलाभ कणिकागुल्म]] (सूक्ष्म पिंड), [[फाइब्रोसिस]], और फेफड़ों में जैवरासायनिक/विषाक्त परिवर्तन पैदा करने में सक्षम थे.
[[अभ्रक तंतुओं]] के समान ही, CNTs का सुई की तरह का फाइबर आकार, यह डर पैदा करता है कि कार्बन नैनोट्यूब का व्यापक उपयोग [[मध्यकलार्बुध]] को जन्म दे सकता है, फेफड़ों की लाइनिंग का कैंसर जो अक्सर अभ्रक से संपर्क के कारण होता है. हाल ही में प्रकाशित एक पायलट अध्ययन इस भविष्यवाणी का समर्थन करता है.
अध्ययन के लेखक निष्कर्ष में कहते हैं:
:"यह काफी महत्वपूर्ण है, क्योंकि उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अनुसंधान और व्यापारिक समुदाय का इस धारणा के तहत कार्बन नैनोट्यूब में भारी निवेश करना जारी है कि वे अभ्रक से ज्यादा खतरनाक नहीं हैं. यदि दीर्घकालिक नुकसान से बचना है तो हमारे परिणाम सुझाते हैं कि बाज़ार में ऐसे उत्पादों को पेश करने से पहले, और अधिक शोध व बहुत सावधानी की जरूरत है.
सह लेखक डॉ. एंड्रयू मेनार्ड के अनुसार:
:"यह अध्ययन वास्तव में सामरिक, अत्यधिक केंद्रित अनुसंधान की तरह है जिसकी आवश्यकता नैनोतकनीक के सुरक्षित और जिम्मेदार विकास को सुनिश्चित करने के लिए है. यह एक विशिष्ट नैनोस्केल पदार्थ पर विचार करता है जिसके बड़े पैमाने पर व्यावसायिक अनुप्रयोग होने की संभावना है और एक विशिष्ट स्वास्थ्य जोखिम के बारे में विशिष्ट सवाल पूछता है. हालांकि, एक दशक से पहले से वैज्ञानिक, लम्बे, पतले कार्बन नैनोट्यूब की सुरक्षा के बारे में चिंता दर्शाते रहे हैं, मौजूदा अमेरिकी संघीय नैनो पर्यावरण में कोई भी अनुसंधान, स्वास्थ्य और सुरक्षा जोखिम अनुसंधान रणनीति के इस सवाल का उत्तर देता है.
यद्यपि, अधिक अनुसंधान की जरूरत है, आज प्रस्तुत किये गए परिणाम स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करते हैं कि, कुछ निश्चित परिस्थितियों में, विशेष रूप से दीर्घकालिक संपर्क वाली, कार्बन नैनोट्यूब मानव स्वास्थ्य के लिए गंभीर खतरा उत्पन्न कर सकते हैं.
==संश्लेषण==
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===आर्क डिस्चार्ज===
नैनोट्यूब को 1991 में एक आर्क डिस्चार्ज के दौरान, ग्रेफाईट [[इलेक्ट्रोड]] की कार्बन कालिख में देखा गया, 100 [[amps]] के विद्युत का उपयोग करके, जिसे फुलरीन का उत्पादन करना था.<ref>{{Cite journal|first=Sumio|last=Iijima|year=1991|title=Helical microtubules of graphitic carbon|journal=Nature|volume=354|pages=56–58|doi=10.1038/354056a0}}</ref> बहरहाल, कार्बन नैनोट्यूब का पहला [[स्थूल]] उत्पादन 1992 में [[NEC]] के फंडामेंटल रिसर्च लेबोरेटरी में दो शोधकर्ताओं द्वारा किया गया था.
इस विधि के लिए उपज, वजन के हिसाब से 30 प्रतिशत तक है और यह 50 माइक्रोमीटर तक की लंबाई वाले एकल और बहु-दीवार नैनोट्यूब, दोनों का उत्पादन करता है, जिसमें कुछ ही संरचनात्मक दोष होते हैं.
===लेज़र पृथक्करण ===
लेज़र पृथक्करण प्रक्रिया में, एक [[स्पंदित लेजर]], एक उच्च तापमान रिएक्टर में एक लक्ष्यित ग्रेफाइट को वाष्पीकृत करता है जबकि एक [[अक्रिय गैस]] को चेंबर में बहाया जाता है. और जब वाष्पीकृत कार्बन संघनित होता है तो नैनोट्यूब रिएक्टर की ठंडी सतहों पर विकसित होते हैं. नैनोट्यूब इकट्ठा करने के लिए पानी से ठंडी की गई सतह को प्रणाली में शामिल किया जा सकता है.
इस प्रक्रिया को [[राईस यूनिवर्सिटी]] के डॉ. [[रिचर्ड स्मॉले]] और सहयोगियों द्वारा विकसित किया गया, जो कार्बन नैनोट्यूब की खोज के समय, विभिन्न धातु अणुओं के उत्पादन के लिए धातुओं को एक लेजर से विस्फोट कर रहे थे. जब उन्होंने नैनोट्यूब के अस्तित्व के बारे में सुना तो उन्होंने बहु-दीवार कार्बन नैनोट्यूब का निर्माण करने के लिए, धातुओं को ग्रेफाइट से प्रतिस्थापित कर दिया.
लेज़र पृथक्करण विधि 70% के आसपास उत्पन्न करती है और मुख्य रूप से प्रतिक्रिया [[तापमान]] द्वारा निर्धारित नियंत्रणीय व्यास के साथ, एकल-दीवार कार्बन नैनोट्यूब का उत्पादन करती है. तथापि, यह आर्क डिस्चार्ज या रासायनिक वाष्प जमाव से ज्यादा महंगी है.
===रासायनिक वाष्प जमाव (CVD)===
[[File:PICT0111.JPG|thumb|प्लाज्मा वर्धित रासायनिक वाष्प जमाव से विकसित किये जाते नैनोट्यूब]]
कार्बन के उत्प्रेरक भाप चरण जमाव की पहली सूचना 1959 में दी गई थी,<ref>{{Cite journal|first=P. L.|last=Walker Jr.|journal=J. Phys. Chem.|volume=63|pages=133|year=1959|title=Carbon Formation from Carbon Monoxide-Hydrogen Mixtures over Iron Catalysts. I. Properties of Carbon Formed|doi=10.1021/j150572a002|last2=Rakszawski|first2=J. F.|last3=Imperial|first3=G. R.}}</ref> लेकिन 1993 तक<ref>{{Cite journal|first=M.|last=José-Yacamán|title=Catalytic growth of carbon microtubules with fullerene structure|journal=Appl. Phys. Lett.|volume=62|page=657|year=1993|doi=10.1063/1.108857|last2=Miki-Yoshida|first2=M.|last3=Rendón|first3=L.|last4=Santiesteban|first4=J. G.}}</ref> इस प्रक्रिया द्वारा कार्बन नैनोट्यूब नहीं बनाए गए. 2007 में, [[सिनसिनाटी विश्वविद्यालय]] (UC) में शोधकर्ताओं ने फर्स्टनैनो ET3000 कार्बन नैनोट्यूब विकास प्रणाली पर 18
CVD के दौरान, धातु उत्प्रेरक कणों की एक परत से एक सबस्ट्रेट तैयार किया जाता है, आम रूप से गिलट, कोबाल्ट,<ref>
|volume=130|pages=9918–9924|year=2008|pmid=18597459|last2=Ago|first2=H|last3=Imamoto|first3=K|last4=Tsuji|first4=M|last5=Iakoubovskii|first5=K|last6=Minami|first6=N|issue=30}}</ref> इन धातु नैनोकणों को अन्य तरीकों द्वारा भी उत्पादित किया जा सकता है, जैसे आक्साइड की कटौती या आक्साइड के ठोस घोल से. नैनोट्यूब के व्यास, जिन्हें बढ़ाना है वे धातु कणों के आकार से संबंधित होते हैं. इसे धातु के व्यवस्थित (या मुखौटा युक्त) जमाव, ताप देकर, या किसी धातु की परत के प्लाज्मा निक्षारण द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है. सबस्ट्रेट को लगभग 700 डिग्री सेल्सियस तक गरम किया जाता है. नैनोट्यूब के विकास को आरंभ करने के लिए, रिएक्टर में दो गैसों को बहाया जाता है: एक प्रक्रिया गैस (जैसे [[अमोनिया]], [[नाइट्रोजन]] या [[हाइड्रोजन]]) और एक कार्बन-युक्त गैस (जैसे [[एसिटिलीन]], [[ईथीलीन]], [[इथेनॉल]] या [[मीथेन]]). नैनोट्यूब, धातु उत्प्रेरक के स्थलों पर बढ़ते हैं; कार्बन युक्त गैस को उत्प्रेरक कण की सतह पर तोड़ा जाता है, और कार्बन, कण के छोर पर चला जाता है जहां यह नैनोट्यूब का निर्माण करता है. इस क्रियाविधि का अभी भी अध्ययन किया जा रहा है. उत्प्रेरक कण, विकास प्रक्रिया के दौरान, उत्प्रेरक कण और सबस्ट्रेट के बीच आसंजन के आधार पर, बढ़ते नैनोट्यूब के मुहाने पर या नैनोट्यूब के तल पर बने रह सकते हैं.
कार्बन नैनोट्यूब के वाणिज्यिक उत्पादन के लिए CVD एक आम तरीका है. इस प्रयोजन के लिए, धातु नैनोकणों को एक उत्प्रेरक सहायक के साथ मिश्रित किया जाता है जैसे MgO या Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> ताकि धातु के कणों के साथ कार्बन फीडस्टॉक की उत्प्रेरक प्रतिक्रिया की अधिक उपज के लिए सतही क्षेत्र में वृद्धि की जा सके. इस संश्लेषण मार्ग में एक मुद्दा, एसिड प्रयोग, जो कभी-कभी कार्बन नैनोट्यूब के मूल ढांचे को नष्ट कर सकता है, के द्वारा उत्प्रेरक समर्थन को हटाना है. हालांकि, वैकल्पिक उत्प्रेरक समर्थन जो पानी में घुलनशील हैं, नैनोट्यूब विकास के लिए प्रभावी सिद्ध हुए हैं.
विकास प्रक्रिया (प्लाज्मा वर्धित रासायनिक वाष्प जमाव*) के दौरान यदि एक [[प्लाज्मा]], एक तीव्र विद्युत् क्षेत्र के अनुप्रयोग द्वारा उत्पन्न होता है, तो नैनोट्यूब विकास, विद्युत क्षेत्र की दिशा का अनुगमन करेगा.
नैनोट्यूब संश्लेषण के विभिन्न तरीकों में, औद्योगिक पैमाने पर जमाव के लिए CVD सबसे अधिक आशा दिखाता है, इसका कारण है इसकी कीमत/इकाई अनुपात, और क्योंकि CVD एक वांछित सबस्ट्रेट पर सीधे नैनोट्यूब निर्माण करने में सक्षम है, जबकि अन्य विकास तकनीक में नैनोट्यूब को एकत्र करना पड़ता है. विकास स्थान, उत्प्रेरक के ध्यानपूर्वक जमाव से नियंत्रित किये जा सकते हैं. 2007 में, [[मेजो विश्वविद्यालय]] के एक दल ने [[कपूर]] से कार्बन नैनोट्यूब निर्माण की एक उच्च दक्षता CVD तकनीक का प्रदर्शन किया.
बहु-दीवार नैनोट्यूब के CVD विकास का उपयोग कई कंपनियों द्वारा टन पैमाने पर सामग्री के उत्पादन के लिए किया जाता है<ref>
====सुपर-विकास CVD ====
[[File:CNTBB structure.jpg|thumb|सुपर-ग्रोथ द्वारा उत्पादित SWNT वनों की SEM तस्वीर
[[File:CNT-BlackBody.jpg|thumb|सुपर-ग्रोथ द्वारा उत्पादित एक छोटा SWNT नमूना
सुपर-विकास CVD (जल-समर्थित रासायनिक वाष्प जमाव) प्रक्रिया, केंजी हटा, [[सुमिओ लिजिमा]] और [[AIST]], जापान के सह-कर्मचारियों द्वारा विकसित की गई थी.
{{cite journal |author=K. Hata ''et al.''
|title=Water-Assisted Highly Efficient Synthesis of Impurity-Free Single-Walled Carbon Nanotubes
पंक्ति 222:
: <math> H(t) = {\beta}{\tau}_o ({1 - e^{-t / {\tau}_o}}) .</math>
इस समीकरण में, β प्रारंभिक विकास दर है और {\tau}_o विशेषता उत्प्रेरक आजीवन है.
{{cite journal |author=K. Hata ''et al.''
|title=Kinetics of Water-Assisted Single-Walled Carbon Nanotube Synthesis Revealed by a Time-Evolution Analysis
पंक्ति 239:
|year=
|doi= |unused_data=|before publication
}}</ref> HiPco नमूनों के 400-1,000 m<sup>2</sup>/g के मूल्य से अधिक. संश्लेषण कुशलता, [[लेज़र पृथक्करण]] पद्धति से करीब 100 गुना अधिक है. इस विधि से 2.5
सुपर-विकास CNTs का [[मास घनत्व]] करीब 0.037 g/cm<sup>3</sup> है.
सुपर-विकास पद्धति, मूल रूप से CVD का एक रूप है. इसलिए, SWNT, DWNTs और MWNTs वाली सामग्री का विकास करना और विकास की स्थिति की ट्यूनिंग द्वारा उनके अनुपात में परिवर्तन करना संभव है.
{{cite journal |author=Takeo Yamada ''et al.''
|title=Size-selective growth of double-walled carbon nanotube forests from engineered iron catalysts
पंक्ति 251:
|year=2006
|doi=10.1038/nnano.2006.95
}}</ref> उत्प्रेरक के पतलेपन द्वारा उनका अनुपात बदलता है. कई MWNTs को शामिल किया गया है ताकि ट्यूब का व्यास चौड़ा रहे.
लम्बवत संरेखित नैनोट्यूब फ़ॉरेस्ट, एक "ज़िपिंग प्रभाव" से उत्पन्न होते हैं जब उन्हें एक विलायक में डुबाया और सुखाया जाता है. ज़िपिंग प्रभाव, विलायक के सतही तनाव और कार्बन नैनोट्यूब के बीच वान डेर वाल्स बलों के कारण होता है. यह नैनोट्यूब को एक घनी सामग्री में संरेखित करता है, जिसे प्रक्रिया के दौरान कमजोर संपीड़न लगा कर विभिन्न आकार में बनाया जा सकता है जैसे चादरें और सलाखें. घनत्व, विकर्स की कठोरता को 70 गुना बढ़ा देता है और घनत्व 0.55 g/cm<sup>3</sup> है. पैक किये हुए कार्बन नैनोट्यूब, 1
{{cite journal |author=Don N. Futaba , Kenji Hata ''et al.''
|title=Shape-engineerable and highly densely packed single-walled carbon nanotubes and their application as super-capacitor electrodes
पंक्ति 264:
===प्राकृतिक, आकस्मिक, और नियंत्रित फ्लेम वातावरण ===
[[फुलरीन]], और कार्बन नैनोट्यूब आवश्यक रूप से उच्च तकनीकी प्रयोगशालाओं के उत्पाद नहीं हैं; उन्हें आमतौर पर साधारण [[फ्लेम]] की तरह लौकिक स्थानों पर गढ़ा जाता है,<ref>{{Cite journal|first=J.M.|last=Singer|title=Carbon formation in very rich hydrocarbon-air flames. I. Studies of chemical content, temperature, ionization and particulate matter|journal=Seventh Symposium (International) on Combustion|year=1959}}</ref> जलती मीथेन,<ref>{{cite journal|last=Yuan|first=Liming|year=2001|title=Nanotubes from methane flames|journal=Chemical physics letters|volume=340|pages=237–241|doi=10.1016/S0009-2614(01)00435-3}}</ref> ईथीलीन,<ref>{{cite journal|last=Yuan|first=Liming|year=2001|title=Ethylene flame synthesis of well-aligned multi-walled carbon nanotubes|journal=Chemical physics letters|volume=346|pages=23–28|doi=10.1016/S0009-2614(01)00959-9}}</ref> और बेंजीन,<ref>{{cite journal|last=Duan|first=H. M.|year=1994|title=Nanoclusters Produced in Flames|journal=Journal of Physical Chemistry|volume=98|pages=12815–12818|doi=10.1021/j100100a001|last2=McKinnon|first2=J. T.}}</ref> द्वारा उत्पादित किया जाता है और उन्हें घरेलु और बाहरी, दोनों हवा की [[कालिख]] में पाया गया है.
===अनुप्रयोग संबंधित मुद्दे ===
कार्बन नैनोट्यूब के कई इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोग महत्वपूर्ण रूप से, चुनिंदा रूप से अर्ध-परिचालक या धातु CNTs के उत्पादन की तकनीक पर निर्भर करते हैं, विशेषतः एक निश्चित काईरैलिटी वाले. अर्ध-परिचालक और धातु CNTs को अलग करने के कई तरीके ज्ञात हैं, लेकिन उनमें से ज्यादातर यथार्थवादी प्रौद्योगिकीय प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त नहीं हैं. अलग करने की एक व्यावहारिक विधि में हिमीकरण, विगलन और [[एगरोज़]] जेल में सन्निहित SWNTs के संपीड़न के एक अनुक्रम का उपयोग होता है. इस प्रक्रिया के परिणामस्वरुप एक 70% धात्विक SWNTs युक्त घोल प्राप्त होता है और 95% से युक्त अर्ध-परिचालक SWNTs जेल छोड़ देता है. इस विधि द्वारा तरलीकृत घोल, विभिन्न रंग दिखाते हैं.
{{cite journal |author=Takeshi Tanaka ''et al.''|title=Continuous Separation of Metallic and Semiconducting Carbon Nanotubes Using Agarose Gel|journal=Applied Physics Express|volume=2|pages=125002|year=2009|doi=10.1143/APEX.2.125002}}</ref>
अलगाव का एक विकल्प, धात्विक CNTs या अर्ध-परिचालक विकास का चयनात्मक विकास है. हाल ही में, एक नया CVD नुस्खा घोषित किया गया जिसमें इथेनॉल और मेथनॉल गैसों और क्वार्ट्ज सबट्रेट का एक संयोजन शामिल है जो क्षैतिज रूप से संरेखित 95-98% के अर्ध-परिचालक नैनोट्यूब में फलित होता है.
नैनोट्यूब को आमतौर पर चुंबकीय धातु (Fe, Co), जो इलेक्ट्रॉनिक ([[स्पिंट्रोनिक]]) उपकरणों के उत्पादन को आसान करता है, के नैनोकणों पर विकसित किया जाता है. एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर के माध्यम से करेंट के विशेष नियंत्रण को ऐसे एक एकल-ट्यूब नैनोसंरचना में प्रदर्शित किया गया है.
==संभावित और मौजूदा अनुप्रयोग==
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[[File:Louie nanotube.jpg|thumb|330px|भिन्न विद्युत् गुणों वाले दो कार्बन नैनोट्यूब को जोड़कर एक डायोड निर्माण का प्रस्ताव किया गया है. [150]]]
कार्बन नैनोट्यूब की शक्ति और लचीलापन, उन्हें अन्य नैनो पैमाने की संरचनाओं को नियंत्रित करने में संभावित रूप से उपयोगी बनाता है, जिससे संकेत मिलता है कि [[नैनोतकनीक]] इंजीनियरिंग में उनकी एक महत्वपूर्ण भूमिका होगी. एक एकल बहु-दीवार कार्बन नैनोट्यूब का सर्वोच्च तनन-सामर्थ्य 63 [[GPa]] नापा गया है.
===संरचनात्मक===
कार्बन नैनोट्यूब के बेहतरीन यांत्रिक गुणों के कारण, कई संरचनाओं को प्रस्तावित किया गया है, जिसमें रोज़मर्रा की वस्तुएं जैसे कपड़े और स्पोर्ट्स गिअर से लेकर युद्ध जैकेट और [[स्पेस लिफ्ट]] शामिल हैं.<ref>{{Cite book|title=The Space Elevator|first=Brad C.|last=Edwards|publisher=BC Edwards|year=2003|isbn=0974651710}}</ref> हालांकि, कार्बन नैनोट्यूब प्रौद्योगिकी को परिष्कृत करने में [[स्पेस लिफ्ट]] को आगे प्रयासों की आवश्यकता है, चूंकि कार्बन नैनोट्यूब के व्यावहारिक तनन-सामर्थ्य को अभी भी बहुत सुधारा जा सकता है.
भविष्य के लिए, शानदार सफलताएं पहले ही प्राप्त की जा चुकी हैं. नैनोटेक संस्थान में रे एच. बाऊमन के नेतृत्व में प्रमुख कार्य यह दिखाते हैं कि एकल और बहु-दीवार नैनोट्यूब, इतनी कठोर वस्तुओं का उत्पादन कर सकते हैं जिनकी मिसाल मानव निर्मित और प्राकृतिक दुनिया में मौजूद नहीं होगी.<ref>{{Cite journal|last=Zhang|first=Mei|title=Strong, Transparent, Multifunctional, Carbon Nanotube Sheets|journal=Science|year=2005|volume=309|pages=1215–1219|doi=10.1126/science.1115311|pmid=16109875|last2=Fang|first2=S|last3=Zakhidov|first3=AA|last4=Lee|first4=SB|last5=Aliev|first5=AE|last6=Williams|first6=CD|last7=Atkinson|first7=KR|last8=Baughman|first8=RH|issue=5738}}</ref>
===विद्युत् सर्किट में===
नैनोट्यूब आधारित [[ट्रांजिस्टर]] बनाए गए हैं जो घरेलु तापमान पर काम करते हैं और जो एक एकल इलेक्ट्रॉन के प्रयोग से डिजिटल परिवर्तन करने में सक्षम हैं.
IBM प्रक्रिया को आगे विकसित किया गया और दस बीलियन सही ढंग से संरेखित नैनोट्यूब जंक्शनों वाले एकल चिप वेफर्स बनाए गए. इसके अलावा, यह भी दर्शाया गया कि गलत तरीके से संरेखित नैनोट्यूब को, मानक [[फोटोलिथोग्राफी]] उपकरण का उपयोग करते हुए स्वतः हटाया जा सकता है.
पहला नैनोट्यूब इंटिग्रेटेड मेमोरी सर्किट 2004 में बनाया गया था. नैनोट्यूब की चालकता का विनियमन प्रमुख चुनौतियों में से एक रहा है. सतह के सूक्ष्म लक्षणों के आधार पर एक नैनोट्यूब एक सादे [[परिचालक]] के रूप में या एक अर्धपरिचालक के रूप में कार्य कर सकता है. गैर अर्धपरिचालक ट्यूब को हटाने के लिए एक पूर्ण स्वचालित विधि विकसित की गई है.<ref>{{Cite journal|first=Yu-Chih|last=Tseng|title=Monolithic Integration of Carbon Nanotube Devices with Silicon MOS Technology|journal=Nano Letters|volume=4|year=2004|pages=123–127|doi=10.1021/nl0349707|last2=Xuan|first2=Peiqi|last3=Javey|first3=Ali|last4=Malloy|first4=Ryan|last5=Wang|first5=Qian|last6=Bokor|first6=Jeffrey|last7=Dai|first7=Hongjie}}</ref>
कार्बन नैनोट्यूब ट्रांजिस्टर बनाने का एक और तरीका है उनके यादृच्छिक नेटवर्क का इस्तेमाल करना. ऐसा करके एक व्यक्ति उनकी सारी विद्युत् भिन्नताओं का औसतिकरण करता है और वह वेफर स्तर पर बड़े पैमाने में उपकरणों का उत्पादन कर सकता है.<ref>{{Cite journal|last=Gabriel| first=Jean-Christophe P.| title=Large Scale Production of Carbon Nanotube Transistors: A Generic Platforms for Chemical Sensors| journal=Mat. Res. Soc. Symp. Proc.|volume=762|year=2003|pages=Q.12.7.1| url=http://www.mrs.org/s_mrs/sec_subscribe.asp?CID=2606&DID=110422&action=detail}}</ref> इस तरीके को सबसे पहले नैनोमिक्स इंक. द्वारा पेटेंट करवाया गया.<ref>
कार्बन नैनोट्यूब के बड़े ढांचे को इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के तापीय प्रबंधन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. लगभग 1
===कागज बैटरी के रूप में ===
[[कागज बैटरी]] एक [[बैटरी]] है जिसे [[सेलूलोज़]], जो संरेखित
===औषधि वितरण के लिए एक पोत के रूप में===
नैनोट्यूब के बहुमुखी ढांचे का प्रयोग शरीर के अन्दर और आसपास स्थानीयकृत दवा वितरण के लिए किया जा सकता है. यह कैंसर की कोशिकाओं के उपचार में विशेष रूप से उपयोगी है.
===मौजूदा अनुप्रयोग===
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===सौर सेल===
[[न्यू जर्सी प्रौद्योगिकी संस्थान]] में विकसित सौर कोशिकाएं, सांप सदृश ढांचे के निर्माण के लिए कार्बन नैनोट्यूब और कार्बन [[बकिबॉल]] ([[फुलरीन
===अल्ट्रासंधारित्र===
विद्युतचुंबकीय और इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के लिए MIT प्रयोगशाला, [[अल्ट्रासंधारित्र]] में सुधार करने के लिए नैनोट्यूब का उपयोग करती है. पारंपरिक अल्ट्रासंधारित्र में प्रयुक्त सक्रिय लकड़ी के कोयले में कई विभिन्न आकार के छोटे खोखले छेद होते हैं, जो विद्युत चार्ज को संग्रहित करने के लिए एक साथ एक बड़ी सतह का निर्माण करते हैं. चूंकि चार्ज को प्राथमिक चार्ज, यानी इलेक्ट्रॉनों में क्वान्टाइज़ किया जाता है, और ऐसे प्रत्येक प्राथमिक चार्ज को एक न्यूनतम जगह की आवश्यकता होती है, इलेक्ट्रोड सतह का एक महत्वपूर्ण अंश, भंडारण के लिए उपलब्ध नहीं होता, क्योंकि खोखले स्थान चार्ज की आवश्यकताओं के साथ संगत नहीं हैं. एक नैनोट्यूब इलेक्ट्रोड के साथ रिक्त स्थानों को आकार में बनाया जा सकता है - कुछ बहुत बड़े या बहुत छोटे - और परिणामस्वरूप, क्षमता में काफी वृद्धि की जानी चाहिए.
===अन्य अनुप्रयोग ===
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मई 2005 में, नैनोमिक्स इंक ने बाजार पर एक हाइड्रोजन सेंसर रखा जो एक सिलिकॉन प्लेटफोर्म पर कार्बन नैनोट्यूब को एकीकृत करता है. तब से नैनोमिक्स, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रस ऑक्साइड, ग्लूकोज, DNA खोज के क्षेत्र में ऐसे कई सेंसर अनुप्रयोगों को पेटेंट करवाता रहा है.
[[फ्रैंकलिन]], [[मैसाचुसेट्स]] का [[एइकोस इंक]] और [[सिलिकॉन वैली]], कैलिफोर्निया, का उनिडिम इंक, [[ईण्डीयम टिन ऑक्साइड]] (ITO) को प्रतिस्थापित करने के लिए कार्बन नैनोट्यूब के पारदर्शी, विद्युत प्रवाहकीय फ़िल्में विकसित कर रहे हैं. कार्बन नैनोट्यूब फ़िल्में, ITO फिल्मों की तुलना में यांत्रिक रूप से वस्तुतः अधिक मजबूत हैं, जो उन्हें उच्च विश्वसनीयता वाले [[टचस्क्रीन]] और लचीले डिस्प्ले के लिए आदर्श बनाता है. ITO को प्रतिस्थापित करने के लिए इन फिल्मों के उत्पादन को सक्षम बनाने में कार्बन नैनोट्यूब की मुद्रण योग्य जल-आधारित स्याही इच्छित हैं.
[[नैनोरेडियो]], एक एकल नैनोट्यूब वाला रेडियो रिसीवर, को 2007 में प्रदर्शित किया गया. 2008 में यह दिखाया गया कि नैनोट्यूब का एक शीट, यदि एक वैकल्पिक विद्युत् लगाया जाए तो लाउडस्पीकर के रूप में काम कर सकता है. ध्वनि की उत्पत्ति कंपन से नहीं बल्कि [[थर्मोअकुस्टिक]] के माध्यम से होती है.<ref>
कार्बन नैनोट्यूब की उच्च यांत्रिक शक्ति के कारण, उनसे चाकू-रोधी और बुलेटप्रूफ कपड़े बनाने के लिए अनुसंधान किया जा रहा है. नैनोट्यूब, प्रभावी ढंग से गोली को शरीर में प्रवेश करने से रोकेंगे, हालांकि गोली की गतिज ऊर्जा से हड्डियों के टूटने और आंतरिक रक्तस्राव की संभावना रहेगी.
कार्बन नैनोट्यूब से बने एक [[फ्लाईव्हील]] को, एक निर्वात में एक अस्थायी चुंबकीय धुरी पर अत्यधिक उच्च वेग से घुमाया जा सकता है, और संभवतः एक पारंपरिक जीवाश्म ईंधन की बराबरी वाले [[घनत्व]] पर ऊर्जा संग्रहित कर सकता है. चूंकि फ्लाईव्हील में बिजली के रूप में बहुत कुशलता से ऊर्जा जोड़ी और घटाई जा सकती है, इससे [[बिजली भंडारण]] का एक तरीका मिल सकता है, जिससे विद्युत ग्रिड अधिक कुशल और चर बिजली आपूर्तिकर्ता (जैसे पवन टर्बाइन) बन सकते हैं और ऊर्जा ज़रूरतों को पूरा करने में और अधिक उपयोगी हो सकते हैं. इस बात की व्यावहारिकता विशाल, अखंड नैनोट्यूब संरचनाओं के निर्माण की लागत और तनाव में उनकी असफलता दर पर काफी निर्भर करती है.
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कार्बन नैनोट्यूब द्वारा [[रियोलोजिकल]] गुण भी बहुत प्रभावी ढंग से दिखाया जा सकता है.
[[नाइट्रोजन-युक्त कार्बन नैनोट्यूब]] [[प्लैटिनम]] उत्प्रेरक की जगह ले सकते हैं जिनका प्रयोग [[ईंधन सेल]] में ऑक्सीजन को कम करने में होता है. ऊर्ध्व संरेखित नैनोट्यूब का एक फ़ॉरेस्ट, क्षारीय घोल में ऑक्सीजन को प्लैटिनम की तुलना में अधिक प्रभावी ढंग से कम सकता है, जो 1960 के दशक के बाद से ऐसे अनुप्रयोगों में प्रयोग किया जाता रहा है. नैनोट्यूब से, कार्बन मोनोआक्साइड विषाक्तता के अधीन ना होने का अतिरिक्त लाभ है.
==खोज==
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2006 में ''कार्बन'' पत्रिका में मार्क मोंथिअक्स और व्लादिमीर कुज्नेत्सोव द्वारा लिखे संपादकीय ने कार्बन नैनोट्यूब के रोचक और अक्सर गलत रूप से पेश उत्पत्ति की व्याख्या की. शैक्षिक और लोकप्रिय साहित्य का एक बड़ा हिस्सा, अभ्रकीय कार्बन से निर्मित खोखले, नैनोमीटर आकार के ट्यूब का श्रेय 1991 में [[NEC]] के [[सुमिओ लिजिमा]] को देता है.<ref name="carbon">{{Cite journal|title=Who should be given the credit for the discovery of carbon nanotubes?|doi=10.1016/j.carbon.2006.03.019|first=Marc|last=Monthioux|journal=Carbon|volume=44|year=2006|url=http://www.cemes.fr/fichpdf/GuestEditorial.pdf |format=PDF|page=1621|last2=Kuznetsov|first2=V}}</ref>
1952 में एल.वी. रादुशकेविच और वी. एम. लुक्यानोविच ने सोवियत ''जर्नल ऑफ़ फिज़िकल केमिस्ट्री'' में कार्बन से बने 50 नैनोमीटर व्यास के ट्यूबों के स्पष्ट चित्र प्रकाशित किये.
1991 से पहले कार्बन नैनोट्यूब का उत्पादन किया गया और विभिन्न प्रकार की परिस्थितियों के तहत इसकी निगरानी की गई. ओबेरलिन, इंडो, और कोयामा द्वारा 1976 में प्रकाशित पेपर ने एक भाप-विकसित तकनीक का उपयोग करके स्पष्ट रूप से नैनोमीटर पैमाने के व्यास वाले खोखले कार्बन फाइबर को दिखाया.
1979 में जॉन अब्राहमसन ने [[पेन्सिलवेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी]] में कार्बन के 14वें द्विवार्षिक सम्मेलन में कार्बन नैनोट्यूब का सबूत पेश किया. सम्मेलन के इस पेपर में कार्बन नैनोट्यूब को कार्बन फाइबर के रूप में वर्णित किया गया जिसे आर्क डिस्चार्ज के दौरान कार्बन एनोड्स पर तैयार किया गया. इन तंतुओं के लक्षणों को प्रस्तुत किया गया और साथ ही साथ कम दबाव पर एक नाइट्रोजन वातावरण में उनके विकास के लिए परिकल्पना दी गई.<ref>{{Cite journal|title=Structure of Carbon Fibers Found on Carbon Arc Anodes|journal=Carbon|volume=37|year=1999|pages=1873|last=Abrahamson|first=John|last2=Wiles|first2=Peter G.|last3=Rhoades|first3=Brian L.|doi=10.1016/S0008-6223(99)00199-2}}</ref>
1981 में सोवियत वैज्ञानिकों के एक समूह ने, मोनोआक्साइड के थेर्मोकैटालिटिकल अनुपातहीनता द्वारा उत्पादित कार्बन नैनोकण के रासायनिक और संरचनात्मक लक्षण वर्णन के परिणामों को प्रकाशित किया. TEM छवियों और [[XRD]] पैटर्न का उपयोग करके, लेखकों ने सुझाव दिया कि उनके "कार्बन बहु-परतीय ट्यूबलर क्रिस्टल" का गठन ग्राफीन परतों को सिलेंडर के रूप में लपेटकर किया गया. उनका सोचना था कि एक सिलेंडर के रूप में ग्राफीन परतों के लपेटने द्वारा ग्राफीन हेक्सागोनल जाल के कई विभिन्न आयोजन हो सकते हैं. उन्होंने ऐसी व्यवस्था की दो संभावनाएं व्यक्त की: गोलाकार व्यवस्था (आर्मचेयर नैनोट्यूब) और एक कुंडलीनुमा, पेचदार व्यवस्था (काइरल ट्यूब).
1987 में हाईपीरियन कटैलिसीस के हावर्ड जी. टेनेट को "बेलनाकार असतत कार्बन फिब्रिल्स" के उत्पादन के लिए एक अमेरिकी पेटेंट प्राप्त हुआ. यह फिब्रिल करीब 3.5 और करीब 70 नैनोमीटर के बीच एक स्थिर व्यास वाला..., लंबाई व्यास से 10<sup>2</sup> गुना, और उसका बाहरी क्षेत्र, कार्बन परमाणुओं का अनिवार्य रूप से निरंतर परतों वाला और इसका भीतरी कोर भिन्न था...." <ref>{{Ref patent|country=US|number=4663230|title=Carbon fibrils, method for producing same and compositions containing same|gdate=1987-05-05|fdate=1984-12-06|invent1=Tennent, Howard G.}}</ref>
आर्क से जली अभ्रक छड़ से बने अघुलनशील पदार्थ में, लिजिमा की 1991 में बहु-दीवार कार्बन नैनोट्यूब की खोज<ref>{{Cite journal|first=Sumio|last=Iijima|title=Helical microtubules of graphitic carbon|journal=Nature|volume=354|year=1991|pages=56–58|date=7 November 1991|doi=10.1038/354056a0}}</ref> ने और मिन्टमायर, डनलप, और व्हाइट की स्वतंत्र भविष्यवाणी कि यदि एकल-दीवार कार्बन नैनोट्यूब को बनाया जा सका, तो वे उल्लेखनीय संवाहन गुणों का प्रदर्शन करेंगे<ref>{{cite journal|first=J.W.|last=Mintmire|title=Are Fullerene Tubules Metallic?|journal=Physical Review Letters|volume=68|pages=631–634|date=1992|doi=10.1103/PhysRevLett.68.631|pmid=10045950|last2=Dunlap|first2=BI|last3=White|first3=CT|issue=5}}</ref>, ने उस प्रारंभिक चर्चा की उत्पत्ति में मदद की जो अब कार्बन नैनोट्यूब के साथ जुड़ा हुआ है. IBM के बेथुन और ''एकल-दीवार'' कार्बन नैनोट्यूब के NEC के लिजिमा की स्वतंत्र खोजों और एक आर्क डिस्चार्ज में संक्रमण धातु उत्प्रेरक जोड़कर विशेष रूप से उनके उत्पादन के तरीकों के बाद नैनोट्यूब अनुसंधान बहुत तेज़ी से बढ़ा.
आर्क डिस्चार्ज तकनीक को प्रारंभिक स्तर पर प्रसिद्ध बकमिन्स्टर फुलरीन उत्पादन के लिए अच्छी तरह जाना जाता था,<ref name="Kratschmer-C60">{{Cite journal|first=W.|last=Krätschmer|year=1990|title=Solid C60: a new form of carbon|journal=Nature|volume=347|pages=354–358|doi=10.1038/347354a0|last2=Lamb|first2=Lowell D.|last3=Fostiropoulos|first3=K.|last4=Huffman|first4=Donald R.}}</ref> और ऐसा प्रतीत हुआ कि इन परिणामों ने फुलरीन से संबंधित आकस्मिक खोजों का विस्तार किया. मास स्पेक्ट्रोमेट्री में फुलरीन का मूल अवलोकन प्रत्याशित नहीं था,<ref>{{Cite journal|first=H. W.|last=Kroto|year=1985|title=C60: Buckminsterfullerene|doi=10.1038/318162a0|journal=Nature|volume=318|pages=162–163|last2=Heath|first2=J. R.|last3=O'Brien|first3=S. C.|last4=Curl|first4=R. F.|last5=Smalley|first5=R. E.}}</ref> और क्रेटश्मर और हफमन द्वारा थोक-उत्पादन तकनीक का प्रयोग कई वर्षों तक किया गया यह अनुभव करने से पहले तक कि यह फुलरीन का उत्पादन करती है.
नैनोट्यूब की खोज एक विवादास्पद मुद्दा बनी हुई है, खासकर इसलिए क्योंकि शोध में शामिल कई वैज्ञानिक नोबेल पुरस्कार के संभावित उम्मीदवार हो सकते हैं. कई लोगों का मानना है कि 1991 में लिजिमा की रिपोर्ट विशेष महत्व की है क्योंकि इसने कार्बन नैनोट्यूब को समग्र रूप से वैज्ञानिक समुदाय की जानकारी में पहुंचा दिया. कार्बन नैनोट्यूब की खोज के इतिहास की समीक्षा के लिए संदर्भ देखें.
नैनोट्यूब खोज के मामले के समान ही एक प्रश्न यह है कि सबसे पतला संभव कार्बन नैनोट्यूब क्या है. संभावित उम्मीदवार हैं: 2000 में सूचित करीब 0.40
==यह भी देखें==
{{colbegin|3}}
*[[कार्बन के एलोट्रोप्स
*[[बोरान नाइट्राइड नैनोट्यूब
*[[फोटोवोल्टेक्स में कार्बन नैनोट्यूब]]
*[[नैनोफ्लावर
*[[ग्राफीन
*[[बकीपेपर
*[[ग्राफीन ऑक्साइड कागज]]
*[[कार्बन नैनोट्यूब
*[[कार्बन नैनोट्यूब के ऑप्टिकल गुण]]
*[[कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक्स]]
पंक्ति 370:
*[[कार्बन नैनोट्यूब के संभावित अनुप्रयोग]]
*[[कार्बन नैनोट्यूब आपूर्तिकर्ता की सूची]]
*[[नैनोसंरचना की मॉडलिंग के लिए सॉफ्टवेयर की सूची
*[[भारी कार्बन ट्यूब]]
*[[आणविक मॉडलिंग]]
पंक्ति 403:
*[http://www.understandingnano.com/nanotubes-carbon.html Applications of Carbon Nanotubes]
*[http://www.vega.org.uk/video/programme/223 C60 and Carbon Nanotubes a short video explaining how nanotubes can be made from modified graphite sheets and the three different types of Nanotubes that are formed]
*[http://mrsec.wisc.edu/Edetc/nanoquest/carbon/index.html Carbon Nanotubes &
*[http://students.chem.tue.nl/ifp03/Wondrous%20World%20of%20Carbon%20Nanotubes_Final.pdf The Wondrous World of Carbon Nanotubes]
*[http://www.solid-state.com/display_article/253397/5/none/none/Dept/Low-power-electrical-characterization-of-CNTs-and-nanoscale-device Low-power electrical characterization of CNTs and Nano scale devices]
पंक्ति 411:
{{DEFAULTSORT:Carbon Nanotube}}
[[
[[
[[श्रेणी:गुगल परियोजना]]
[[ar:أنابيب نانوية كربونية]]
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