Porous carbon
நுண்ணிய கார்பன்கள் (பிசிக்கள்) சென்சார்கள், ஆக்சுவேட்டர்கள், வெப்ப காப்பு மற்றும் ஆற்றல் மாற்றம் உள்ளிட்ட பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்ட பல்துறை பொருட்கள் ஆகும். பிசிக்களின் சில எடுத்துக்காட்டுகள் கிராஃபீன் மற்றும் கார்பன் நானோகுழாய் அடிப்படையிலான ஏரோஜெல் ஆகும். கணினிகளை தனித்துவமாக்கும் இயற்பியல் பண்புகள் அவற்றின் குறைந்த அடர்த்தி, அதிக கடத்துத்திறன், இயந்திர நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் தீவிர சூழல்களில் ஸ்திரத்தன்மை ஆகும். இயந்திர பண்புகள் கணினியின் ஆயுளை உறுதிப்படுத்த, இயந்திர பண்புகள் ஆய்வு செய்ய முக்கியம். நுண்ணிய கார்பன் பொருட்களின் சுருக்கமான உடையக்கூடிய தன்மையை ஆய்வு செய்ய விரிவான முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளன. 1999 இல், ஐஸுகா மற்றும் பலர். ஒரு வகை நுண்ணிய கார்பன் பொருளான மர மட்பாண்டங்களின் இயந்திர பண்புகளை ஆய்வு செய்தார். நிலையான நடுத்தர அடர்த்தி கொண்ட நார் மர மட்பாண்டங்களின் அடிப்படை பொருளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது மற்றும் பினோல் பிசின் பலகையில் உட்புகுத்தப்பட்டது. 300 டிகிரி செல்சியஸில் தொடங்கி, யங்கின் மாடுலஸ் மற்றும் சுருக்க வலிமை முதலில் அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் குறைந்தது, ஆனால் 500 டிகிரி செல்சியஸில் வலிமை 800 டிகிரி செல்சியஸ் மற்றும் பீடபூமிகளை அடையும் வரை கூர்மையாக அதிகரிக்கிறது. வெப்பநிலையின் விளைவுகள் கார்பனைசேஷன் போது பிசின் நுண் கட்டமைப்பு மாற்றங்கள் காரணமாக இருந்தன. 800 டிகிரி செல்சியஸில் ஊடுருவும் பினோல் பிசின் விளைவுகளும் ஆராயப்பட்டன. பினோல் பிசின் உட்புகுத்தலுடன் யங்கின் மாடுலஸ் அதிகரித்ததாக முடிவுகள் காட்டுகின்றன (படம் 1). அதிகபட்ச யங் மாடுலஸ் 5 எம். பி. ஏ ஆகவும், அதிகபட்ச அமுக்க வலிமை 80 எம். பி. ஏ ஆகவும் இருந்தது. சுவர் வளைக்கும் இயந்திர சோதனையும் நடத்தப்பட்டது, மேலும் செல் சுவர் உடைந்திருப்பது சுருக்க வலிமை மற்றும் யங்கின் மாடுலஸின் ஒப்பீட்டு அடர்த்தியுடன் தொடர்புடையது என்று கண்டறியப்பட்டது. செல்லுலோஸ் மற்றும் கிராஃபீன் ஏரோஜெல்களைக் கொண்ட மற்றொரு வகை அழுத்த நுண்ணிய கார்பனை மி மற்றும் பலர் ஆய்வு செய்தனர். மாற்றியமைக்கப்பட்ட செல்லுலோஸ்/கிராஃபீன் ஏரோஜெல்கள் (எம். சி. ஜி. ஏ) இரசாயன நீராவி படிவு மூலம் இருதரப்பு உறை உலர்த்தல் மற்றும் நீண்ட கார்பன் சங்கிலிகளை ஒட்டுதல் மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது (படம் 2). இறுதி தயாரிப்பு 5.9 மி. கி/செமீ 3 மொத்த அடர்த்தி மற்றும் நெகிழ்வான செல்லுலோஸ் நானோ ஃபைப்ரில் மற்றும் கடினமான கிராஃபீன் கூறுகளுடன் 47.3 மீ/கிராம் மேற்பரப்பு பரப்பளவைக் கொண்டிருந்தது. கிராஃபீன் ஆக்சைடு செறிவு மற்றும் அனிசோட்ரோபிக் நுண்ணிய கட்டமைப்பின் செறிவை உகந்ததாக்கிய பிறகு, இழுவிசை சோதனைகள் செய்யப்பட்டன. எம். ஜி. சி. ஏ முறையே 60 சதவீதம் மற்றும் 90 சதவீதம் திரிபுக்கு சுருக்கப்படும்போது 99.8% மற்றும் 96.3% ஐ மீட்டெடுக்க முடியும் என்று கண்டறியப்பட்டது. SEM படங்கள் அதன் தனித்துவமான அமைப்பு காரணமாக, எம். சி. ஜி. ஏ துளை சுவர்கள் சுருக்கத்தின் போது சுருங்கவும் மடிக்கவும் முடிந்தது என்பதைக் காட்டியது. இந்த பொருளின் மற்றொரு தனித்துவமான பண்பு என்னவென்றால், எண்ணெய்கள் மற்றும் இரசாயன கரைப்பான்கள் போன்ற ஹைட்ரோபோபிக் சேர்மங்களை நோக்கி அதன் எடையை 80-197 மடங்கு உறிஞ்சும் திறன் ஆகும். மாறாக, நுண்ணிய கார்பன்களின் நீட்சியை ஆய்வு செய்ய குறைவான முயற்சி எடுக்கப்பட்டுள்ளது. காவோ, மற்றும் பலர். இருதரப்பு உறைதல், உறை உலர்த்துதல் மற்றும் அனீலிங் மூலம் சிட்டோசன் மற்றும் கிராஃபீன் ஆக்சைடால் ஆன நீண்ட தூர லேமெல்லர் சாரக்கட்டு ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது. இதன் விளைவாக 11 mg cm−3 அடர்த்தி மற்றும் சுமார் 99.4% போரோசிட்டி கொண்ட ஒரு பொருள் உள்ளது. பல்வேறு இழுவிசை சோதனைகள் நடத்தப்பட்டன, மேலும் கார்பன் ஸ்பிரிங் அதன் அசல் வடிவத்திற்கு 80 சதவீதம் சுருக்க திரிபு மற்றும்-60 சதவீதம் நீட்சி திரிபு ஆகியவற்றில் 0.05 முதல் 0.1 வரை பாய்சானின் விகிதத்துடன் திரும்ப முடியும் என்று கண்டறியப்பட்டது. ஸ்ட்ரெஸ்-ஸ்ட்ரெய்ன் வளைவின் குறுகிய ஹிஸ்டெரெசிஸ் வளையம் அதன் மிகக் குறைவான உட்புற உராய்வு, உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட வளைவு அல்லது சிதைவு செயல்முறைகளின் போது ஏற்படும் விரிசல்கள் காரணமாக குறைந்த ஆற்றல் சிதறலைக் குறிக்கிறது (சுமார் 0.2 ஆற்றல் இழப்பு குணகம்). இந்த பொருளின் நீட்டிக்கக்கூடிய இயந்திர பண்புகள் அதிர்வு மற்றும் காந்தவியல் சென்சார்களுக்கு சிறந்த வேட்பாளர்களை அனுமதிக்கின்றன. குறிப்புகள் கார்பன் நுரைகளின் அலோட்ரோப்கள்