1.5. Giới thiệu về chất lỏng chứa ống nano cacbon
1.5.1. Tính chất của vật liệu CNTs
Trong các loại vật liệu cĩ thể chế tạo chất lỏng nano đĩ là CNTs. Mặc dù cacbon cĩ mặt khắp nơi trong tự nhiên nhưng CNTs là một sản phẩm nhân tạo. Phương pháp phĩng điện hồ quang, tổng hợp bằng chùm tia laser, phương pháp lắng đọng hĩa học pha hơi (CVD), nghiền bi và ủ nhiệt là những phương pháp chính để
chế tạo ống nano cacbon đơn tường (SWCNT) và đa tường (MWCNT) [53]. CNTs cĩ thể coi như tấm graphene cuộn lại thành ống hình trụ như Hình 1.26.
Hình 1.26. Sơ đồ ống nano cacbon được tạo từ các tấm graphene
Các nền vật liệu khác nhau khi được đưa thêm CNTs thì các tính chất điện, nhiệt, cơ của vật liệu đĩ sẽ được tăng cường nhờ những tính chất ưu việt của CNTs. Ví dụ như các vật liệu polymer, cao su, thép… khi được gia cường thêm một lượng nhỏ CNTs thì độ chịu hĩa, độ chống mài mịn, độ cứng, tính chất cơ học được tăng cường mạnh mẽ. Độ dẫn điện của CNTs phụ thuộc rất mạnh vào cấu trúc của vật liệu. Tùy vào cặp chỉ số Chiral (n,m) mà CNTs là kim loại hay bán dẫn. CNTs cĩ kích thước bé và cĩ khả năng phát xạ điện tử mạnh với điện thế nhỏ, do đĩ cĩ nhiều nghiên cứu ứng dụng CNTs để chế tạo nguồn phát xạ điện tử cĩ kích thước nhỏ, chế tạo màn hình phẳng cĩ cơng suất tiêu thụ thấp. Do ống nano cacbon cĩ lõi rỗng và diện tích mặt ngồi nhiều nên diện tích bề mặt riêng lớn. Nhờ tính chất này mà khả năng hấp thụ khí của CNTs rất lớn và khi hấp thụ khí thì tính chất điện của CNTs sẽ bị thay đổi. Do vậy CNTs cũng được nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực cảm biến khí. Cũng do cĩ diện tích bề mặt lớn, tính chất dẫn điện tốt, vật liệu ống nano cacbon cĩ khả năng ứng dụng trong việc chế tạo siêu tụ điện, chế tạo điện cực tích trữ Hydro cho pin nhiên liệu. Và đặc biệt, nhờ độ dẫn nhiệt cao bất thường của CNTs, nhiều nhà nghiên cứu đã tập trung nghiên cứu tìm hiểu các đặc trưng cơ bản của CNTs và áp dụng chúng trong các hệ truyền nhiệt [54]. So sánh độ dẫn nhiệt của một số kim loại,
ơ xít kim loại và một số chất lỏng khác nhau như Hình 1.27. So sánh độ dẫn nhiệt
của một số chất theo số thứ tự ở Bảng 1.4.
Hình 1.27. So sánh độ dẫn nhiệt của một số chất theo số thứ tự ở Bảng 1.4Bảng 1.4. Danh mục các chất so sánh độ dẫn nhiệt [54] Bảng 1.4. Danh mục các chất so sánh độ dẫn nhiệt [54]
STT Chất STT Chất STT Chất
1 R113 8 TiO2 15 Cu
2 Polyalphaolefin 9 ZnO 16 Ag
3 Dầu kĩ thuật 10 Al2O3 17 Kim cương 4 Ethylen glycol 11 MgO 18 Than chì
5 Nước 12 CuO 19 MWCNT (14 nm)
6 SiO2 13 Al 20 SWCNT (1,7 nm)
7 Fe3O4 14 Au 21 SWCNT (1,0 nm)