1. শক্তি ইস্পাতের 100 গুণ, ঘনত্ব মাত্র 1/6 - যান্ত্রিক রাজা
কার্বন ন্যানোটিউব মানবজাতির দ্বারা আবিষ্কৃত সেরা যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা উপকরণগুলির মধ্যে একটি। প্রসার্য শক্তি ইস্পাতের 100 গুণ, যখন ওজন ইস্পাতের মাত্র 1/6 - সত্যিকারের "হালকা কিন্তু শক্তিশালী।"
কার্বন ন্যানোটিউবগুলিকে "নতুন পদার্থের রাজা" বলা হয় এবং তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি সবচেয়ে চিত্তাকর্ষক "ট্রাম্প কার্ড"।
তাত্ত্বিক গণনা অনুসারে, কার্বন ন্যানোটিউবের শক্তি ইস্পাতের 100 গুণ, ইয়ং এর মডুলাস ইস্পাতের প্রায় 6 গুণ এবং ঘনত্ব ইস্পাতের মাত্র 1/6। চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস থেকে সংকলিত উপকরণগুলিতে উদ্ধৃত একটি তুলনা আরও বেশি স্বজ্ঞাত: ASTM A228 উচ্চ-শক্তির স্টিলের তুলনায়, কার্বন ন্যানোটিউবগুলির শক্তি 270 গুণ বেশি, এবং স্থিতিস্থাপকতা প্রায় 5 গুণ বেশি৷
| কর্মক্ষমতা সূচক | কার্বন ন্যানোটিউব | ইস্পাত |
|---|---|---|
| প্রসার্য শক্তি | 50-200 জিপিএ | 0.4-1.5 জিপিএ |
| ঘনত্ব | 1.3-1.6 গ্রাম/সেমি³ | 7.9 গ্রাম/সেমি³ |
| শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত | স্টিলের 100 গুণ | বেসলাইন |
আরও উল্লেখযোগ্যভাবে, কার্বন ন্যানোটিউবগুলি "কঠিন কিন্তু ভঙ্গুর নয়।" যখন প্রচুর বাহ্যিক চাপের শিকার হয়, তখন কার্বন ন্যানোটিউবগুলি বাঁকতে পারে, কুঁচকে যেতে পারে বা এমনকি মোচড়ও দিতে পারে, কিন্তু তারা ভেঙে যায় না। যখন বাহ্যিক শক্তি মুক্ত হয়, তারা তাদের আসল আকারে ফিরে আসে। "শক্তিশালী + শক্ত" এর এই সংমিশ্রণটি ইঞ্জিনিয়ারিং উপকরণগুলিতে অত্যন্ত বিরল।
এই কারণেই বিজ্ঞানীরা একটি "স্পেস এলিভেটর" - তৈরি করতে কার্বন ন্যানোটিউব ব্যবহার করে কল্পনা করেছেন যে এটিই একমাত্র উপাদান যা বর্তমানে পরিচিত যেটি তার নিজের ওজন দ্বারা ভাঙা ছাড়াই সম্ভাব্যভাবে 380,000 কিলোমিটার দূরত্ব অতিক্রম করতে পারে৷
2. পরিবাহিতা দ্বিতীয় শুধুমাত্র সুপারকন্ডাক্টর - বৈদ্যুতিক রাজা
কার্বন ন্যানোটিউবের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা তাত্ত্বিকভাবে সুপারকন্ডাক্টরের পরেই দ্বিতীয়। তাদের বর্তমান-ধারণ ক্ষমতা তামার চেয়ে 1000 গুণ, এবং তারাই একমাত্র উপাদান যা একটি ধাতু এবং একটি অর্ধপরিবাহী উভয়েরই কাজ করতে পারে।
কার্বন ন্যানোটিউবগুলির "রাজকীয় আভা" কেবল "সহ্য" নয় বরং "দ্রুত সংক্রমণ" এর মধ্যেও রয়েছে।
কার্বন ন্যানোটিউবে, কার্বন পরমাণুগুলি নিয়মিত ষড়ভুজাকার মধুচক্রের কাঠামোতে সাজানো থাকে। এই কাঠামোর অধীনে, সংযোজন প্রভাব তাৎপর্যপূর্ণ, যা ইলেকট্রনকে পৃথক কার্বন পরমাণুর 束缚 থেকে মুক্ত হতে এবং বৃহত্তর পরিসরে অবাধে চলাচল করতে দেয়। তাত্ত্বিকভাবে, কার্বন ন্যানোটিউবের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা সুপারকন্ডাক্টরের পরেই দ্বিতীয়।
এটিকে ডেটা পদে বলতে গেলে: কার্বন ন্যানোটিউবগুলির বর্তমান - বহন ক্ষমতা তামার তারের 1000 গুণ।
আরও গুরুত্বপূর্ণভাবে, "ঘূর্ণায়মান কোণ" (চিরালিটি) এর উপর নির্ভর করে, কার্বন ন্যানোটিউবগুলি ধাতব বা অর্ধপরিবাহী হতে পারে - এমনকি একই টিউবের বিভিন্ন অংশ ভিন্ন পরিবাহিতা প্রদর্শন করতে পারে। তারা তারের এবং চিপ হিসাবে উভয়ই পরিবেশন করতে পারে, ইলেকট্রনিক্স ক্ষেত্রে তাদের প্রয়োগের সম্ভাবনাকে অতুলনীয় করে তোলে।
গবেষণা দেখায় যে কার্বন ন্যানোটিউব প্রসেসরগুলি সিলিকন প্রসেসরের চেয়ে 2 গুণ দ্রুত চলে, যখন মাত্র 1/3 শক্তি খরচ করে। একবার কার্বন ন্যানোটিউব সম্পূর্ণরূপে সিলিকন প্রতিস্থাপন করে, "সিলিকন ভ্যালি" এর নাম পরিবর্তন করতে হতে পারে।
3. তাপ পরিবাহিতা হীরার 3-6 গুণ - তাপীয় রাজা
কার্বন ন্যানোটিউবগুলি এখন পর্যন্ত পরিচিত সেরা তাপীয় পরিবাহী পদার্থগুলির মধ্যে একটি, তাত্ত্বিক তাপ পরিবাহিতা হীরার থেকে প্রায় 3-6 গুণ বেশি।
তাপ পরিবাহিতা একটি উপাদান উচ্চ শক্তির ইলেকট্রনিক ডিভাইস এবং মহাকাশযানের তাপ ব্যবস্থাপনায় ব্যবহার করা যেতে পারে কিনা তা নির্ধারণের জন্য একটি মূল সূচক।
হীরা দীর্ঘকাল ধরে সেরা প্রাকৃতিক তাপ পরিবাহী হিসাবে বিবেচিত হয়েছে, তবে কার্বন ন্যানোটিউবগুলি এই রেকর্ডটি ভঙ্গ করছে। তাত্ত্বিকভাবে, কার্বন ন্যানোটিউবের তাপ পরিবাহিতা হীরার চেয়ে প্রায় 3-6 গুণ। ঘরের তাপমাত্রায় একটি একক-প্রাচীরযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউব হীরাকে ছাড়িয়ে 3500 W·m⁻¹·K⁻¹ পর্যন্ত তাপ পরিবাহিতা অর্জন করতে পারে।
কার্বন ন্যানোটিউব তাদের দৈর্ঘ্য বরাবর দ্রুত তাপ পরিচালনা করতে পারে। এই "দিকনির্দেশক তাপ পরিবাহী" বৈশিষ্ট্য তাদের চিপ তাপ অপচয় এবং মহাকাশযানের তাপ সুরক্ষার জন্য আদর্শ উপকরণ করে তোলে।
4. অ্যাসিড এবং ক্ষার প্রতিরোধী, অক্সিডেশন প্রতিরোধী, তরঙ্গ শোষণ করতে পারে - রাসায়নিক এবং কার্যকরী রাজা
কার্বন ন্যানোটিউবগুলির চমৎকার রাসায়নিক স্থিতিশীলতা, অ্যাসিড এবং ক্ষার এবং জারণ প্রতিরোধী। তারা দক্ষতার সাথে মাইক্রোওয়েভ শোষণ করতে পারে, নিজেদেরকে স্টিলথ উপকরণ, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে আলাদা করতে পারে।
কার্বন ন্যানোটিউবগুলির "রাজকীয় আভা" শুধুমাত্র যান্ত্রিকতা, বিদ্যুৎ এবং তাপের মধ্যে সীমাবদ্ধ নয় - এগুলি খুব "টেকসই।"
কার্বন ন্যানোটিউব রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল, অ্যাসিড এবং ক্ষার প্রতিরোধের সাথে। পলিমার কম্পোজিটগুলিতে কার্বন ন্যানোটিউব যোগ করা উপাদানগুলির অ্যাসিড প্রতিরোধ এবং অক্সিডেশন প্রতিরোধের উন্নতি করতে পারে, যা মহাকাশ, বিমান চলাচল, জাতীয় প্রতিরক্ষা এবং সামরিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির মতো চাহিদাপূর্ণ পরিবেশের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
একটি অনন্য "ট্রাম্প কার্ড" ফাংশন - তরঙ্গ শোষণও রয়েছে৷ তাদের বিশেষ গঠন এবং অস্তরক বৈশিষ্ট্যের কারণে, কার্বন ন্যানোটিউবগুলি শক্তিশালী ব্রডব্যান্ড মাইক্রোওয়েভ শোষণের কার্যকারিতা প্রদর্শন করে, যা স্টিলথ উপকরণ, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং উপকরণ এবং অ্যানিকোইক চেম্বার শোষণকারী উপকরণগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এর মানে হল যে ভবিষ্যতের স্টিলথ ফাইটার জেট এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সুরক্ষা সরঞ্জাম এই "কালো সোনা" উপাদানের উপর নির্ভর করতে পারে।
5. ইতিমধ্যেই এরোস্পেস → স্বয়ংচালিত → ক্রীড়া সামগ্রী - অ্যাপ্লিকেশন কিং কভার করছে
কার্বন ন্যানোটিউবগুলির অ্যাপ্লিকেশনগুলি ইতিমধ্যেই "সায়েন্স ফিকশন" থেকে বাস্তবে স্থানান্তরিত হয়েছে, মহাকাশ, স্বয়ংচালিত, শক্তি, এবং ক্রীড়া সামগ্রীর মতো ট্রিলিয়ন-ইউয়ানের বাজার বিস্তৃত, এবং একশো-বিলিয়ন-ইউয়ানের শিল্প স্কেলের দিকে এগিয়ে চলেছে৷
"নতুন পদার্থের রাজা" পরীক্ষাগারে কেবল "রাজত্ব" করে না। কার্বন ন্যানোটিউবের প্রয়োগের ল্যান্ডস্কেপ দ্রুত প্রসারিত হচ্ছে।
মহাকাশ:কার্বন ন্যানোটিউব/অ্যালুমিনিয়াম ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটগুলি ইতিমধ্যে লং মার্চ 12 রকেটের ইন্টারস্টেজ বিভাগে ব্যবহার করা হয়েছে, যা লাইটওয়েট এবং উচ্চ শক্তি অর্জন করে - সত্যিই এমন একটি উপাদান যা "মহাকাশে গিয়েছে"৷
মোটরগাড়ি শিল্প:কার্বন ন্যানোটিউব-রিইনফোর্সড পলিমার কম্পোজিটগুলি নিষ্কাশন সিস্টেম এবং শরীরের উপাদানগুলিতে ব্যবহার করা হয়েছে৷ গাড়ির ওজনে 25% হ্রাস বার্ষিক 250 মিলিয়ন ব্যারেল পর্যন্ত অপরিশোধিত তেলের ব্যবহার কমাতে পারে।
ক্রীড়া সামগ্রী:কার্বন ন্যানোটিউবগুলি টেনিস র্যাকেট, সাইকেল ফ্রেম এবং গল্ফ ক্লাব - হালকা, শক্তিশালী এবং আরও টেকসই এর মতো উচ্চ-খেলাধুলার সরঞ্জামগুলিতে প্রবেশ করেছে৷
শক্তি/লিথিয়াম ব্যাটারি:একটি পরিবাহী সংযোজন হিসাবে, কার্বন ন্যানোটিউবগুলি লিথিয়াম ব্যাটারি শিল্পে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে, যার চাহিদা 40.8% এর যৌগিক বার্ষিক বৃদ্ধির হারে বৃদ্ধি পাচ্ছে।
রকেট থেকে র্যাকেট, ব্যাটারি থেকে স্টিলথ ফাইটার জেট, কার্বন ন্যানোটিউবগুলি একটি "ল্যাবরেটরি মিরাকল" থেকে "ইন্ডাস্ট্রিয়াল ভিটামিন"-এ রূপান্তরিত হচ্ছে।
শানডং তানফেং নতুন উপাদান: চীনের "নতুন উপকরণের রাজা" এর শিল্প প্রচারক
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. কার্বন ন্যানোটিউবগুলির স্থানীয়করণের প্রচার করছে, যার একটি মাসিক 200 টন উৎপাদন, একক-দেয়াল/মাল্টি-দেয়ালের টিউবের সম্পূর্ণ পরিসীমা কভার করে এবং নতুন শক্তির যান, মহাকাশ, মহাকাশ, ট্রানজিট সহ সাতটি প্রধান দিক কৌশলগতভাবে অবস্থান করছে৷
কার্বন ন্যানোটিউবগুলিকে "নতুন পদার্থের রাজা" বলা হয়, তবে একজন "রাজা" এর জন্যও এটিকে পরীক্ষাগার থেকে উত্পাদন লাইনে "আমন্ত্রণ" করার জন্য কাউকে প্রয়োজন।
শানডং তানফেং নিউ মেটেরিয়াল টেকনোলজি কোং লিমিটেড ঠিক এমন একটি উদ্যোগ। কোম্পানির কাছে কার্বন ন্যানোটিউব এবং সিলিকন-কার্বন অ্যানোড উপাদান সম্পর্কিত দশটিরও বেশি সক্রিয় পেটেন্ট রয়েছে৷ এর পণ্যগুলি একক-প্রাচীরযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউব, বহু-প্রাচীরযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউব, পরিবাহী পেস্ট এবং সিলিকন-কার্বন অ্যানোড উপাদানগুলির সম্পূর্ণ পরিসীমা কভার করে৷
কোম্পানির TF-400 সিরিজের পণ্যগুলি পরিবর্তিত উচ্চ-পরিবাহিতা এবং উচ্চ-তাপ-পরিবাহিতা চাঙ্গা উপাদানে প্রয়োগ করা হয়েছে, চমৎকার তাপ এবং ক্ষয় প্রতিরোধের। তানফেং নিউ মেটেরিয়াল "নতুন উপকরণের রাজা" কে চীনা উৎপাদনের শক্তি দিয়ে একটি বৃহত্তর শিল্প যুদ্ধক্ষেত্রের দিকে চালিত করছে।
একটি-বাক্যের সারাংশ:কার্বন ন্যানোটিউবগুলিকে "নতুন পদার্থের রাজা" বলা হয় এই কারণে নয় যে তারা একটি নির্দিষ্ট সম্পত্তিতে শ্রেষ্ঠত্ব অর্জন করে, কিন্তু কারণ তারা একই সাথে পাঁচটি "ট্রাম্প কার্ড" ধারণ করে: শক্তিশালী, সবচেয়ে পরিবাহী, সেরা তাপ স্থানান্তর, সবচেয়ে স্থিতিশীল এবং প্রশস্ত প্রয়োগ।
1991 সালে জাপানি বিজ্ঞানী সুমিও ইজিমা দ্বারা কার্বন ন্যানোটিউব আবিষ্কার করা থেকে, লং মার্চ 12 রকেটে ওজন হ্রাসে তাদের ব্যবহার, শানডং তানফেং নিউ মেটেরিয়ালের মাসিক 200 টন উত্পাদন স্থানীয়করণকে প্রচার করে - কার্বন ন্যানোটিউবগুলি "শিল্পের প্রয়োজনীয় ক্ষেত্রগুলি থেকে নীচে নেমে যাচ্ছে" এবং "ম্যাটথ্রো ক্ষেত্র" থেকে প্রবেশ করছে "শক্তিশালী, হালকা এবং দ্রুত" হও। এটাই প্রকৃত কারণ যে তারা "রাজা" উপাধি পাওয়ার যোগ্য।