Põhiline erinevus pallide ja nanotorude vahel seisneb selles, et pallidel on kerakujulised struktuurid, mille süsinikuaatomitel on omavahel kolm sidet, samas kui nanotorud on torukujulised struktuurid, mille süsinikuaatomite vahel on kolm sidet.
Nii Buckyballs kui ka nanotorud on nanomõõtmelised struktuurid. Mõiste buckyballs viitab Buckminsterfullereenile. Nanotorud on süsinikuaatomitest valmistatud torude tüüp ja nende torude läbimõõt on tavaliselt nanomeetrites.
Mis on Buckyballs?
Mõiste buckyballs viitab Buckminsterfullereenile. See on fullereeni tüüp, mille keemiline valem on C60. See aine on puurilaadne sulatatud rõngaskonstruktsioon, mis kipub meenutama jalgpalli, kuna see on valmistatud 20 kuusnurgast ja 12 viisnurgast. Selles struktuuris on süsinikuaatomid, mille vahel on kolm sidet. Buckyballs tunduvad mustad tahked ained, mis kipuvad süsivesiniklahustites lahustuma, tekitades violetse lahuse.
Joonis 01: Buckyballide struktuur
Buckyballs esinevad looduslikult fullereenina. Väikeses koguses Buckyballs leiame tahmast. Lisaks eksisteerib see kosmoses, planetaarsetes udukogudes ja mõnes tähes. Teoreetiliselt ennustati seda ainet esmakordselt 1960.–1970. aastatel. Selle lõid esmakordselt 1984. aastal Eric Rohfing, Donald Cox ja Andrew Kaldor. Nad kasutasid laserit süsiniku aurustamiseks ülehelikiirusega heeliumikiires.
See on stabiilne molekul, mis talub kõrgeid temperatuure ja kõrget rõhku. See oli suurim teadaolev molekul, millel on kuni 2020. aastani täheldatud laine-osakeste duaalsust. Buckyballsi lahus on tavaliselt sügavlilla värvi. See jätab aurustumisel pruuni jäägi. See värvimuutus tuleneb molekulaarsete tasemete riba suhteliselt kitsast energialaiusest, mis vastutab üksikute C-60 molekulide neeldunud rohelise valguse eest. Lisaks lahustub aine halvasti aromaatsetes lahustites ja süsinikdisulfiidis. Kuid see on vees lahustumatu.
Mis on nanotorud?
Nanotorud on teatud tüüpi torud, mis on valmistatud süsinikuaatomitest ja nende torude läbimõõtu mõõdetakse tavaliselt nanomeetrites. Nanotorusid on kahte tüüpi: ühe seinaga süsiniknanotorud (SWCNT) ja mitme seinaga süsiniknanotorud (MWCNT).
SWCNT-sid võib kirjeldada kui süsiniku allotroopi, mis on fullereeni ja lamegrafeeni vahepealne. Me saame neid nanotorusid idealiseerida süsinikuaatomite 2D kuusnurkse võre väljalõigetena, mis keritakse üles mööda ühte kuusnurkse võre Bravaisi võrevektoritest, moodustades õõnsa silindri.
Joonis 02: süsiniknanotorud
Teisest küljest koosnevad MWCNT-d pesastatud üheseinalistest süsinik-nanotorudest, mis on Van der Waalsi interaktsioonide kaudu puusarnases rõngastruktuuris nõrg alt omavahel seotud. Mõnikord võime neid nimetada kahe- ja kolmeseinaliste süsiniknanotorudeks.
Süsinik-nanotorud tagavad märkimisväärse elektrijuhtivuse. Lisaks on neil erakordne tõmbetugevus ja soojusjuhtivus. Selle põhjuseks on nanostruktuur ja süsinikuaatomite vaheliste sidemete tugevus. Lisaks saame nanotorusid keemiliselt modifitseerida.
Millised on Buckyballide ja nanotorude sarnasused?
- Buckyballs ja nanotorud on nanoskaalas.
- Mõlemal on süsinikuaatomid kolme sidemega (kaks üksiksidet ja üks kaksikside).
Mis vahe on Buckyballidel ja nanotorudel?
Nii Buckyballs kui ka nanotorud on nanomõõtmelised struktuurid. Peamine erinevus pallide ja nanotorude vahel on see, et pallidel on kerakujulised struktuurid, mille süsinikuaatomitel on omavahel kolm sidet, samas kui nanotorud on torukujulised struktuurid, milles on kaks üksiksidet ja üks kaksikside iga süsinikuaatomi vahel.
Allpool olev infograafik esitab kõrvuti võrdlemiseks tabelina erinevusi pallide ja nanotorude vahel.
Kokkuvõte – Buckyballs vs nanotorus
Nii Buckyballs kui ka nanotorud on nanomõõtmelised struktuurid. Mõiste buckyballs viitab Buckminsterfullereenile. Nanotorud on teatud tüüpi süsinikuaatomitest valmistatud torud ja nende torude läbimõõt on tavaliselt nanomeetrites. Peamine erinevus pallide ja nanotorude vahel on see, et pallidel on kerakujulised struktuurid, mille süsinikuaatomitel on kolm omavahelist sidet, samas kui nanotorud on torukujulised struktuurid, millel on kaks üksiksidet ja üks kaksikside iga süsinikuaatomi vahel.
