Применения углеродных наноматериалов

Структурные и электронные особенности

Углеродные наноматериалы включают углеродные нанотрубки (УНТ), графен, фуллерены и углеродные наношары. Они характеризуются уникальными физическими свойствами:

Высокая прочность при низком весе
Высокая электропроводность и подвижность электронов
Отличные теплопроводящие способности
Химическая стабильность и возможность функционализации поверхности

Электроника и сенсорика

Нанотранзисторы: Графен и углеродные нанотрубки используются для создания высокоскоростных полупроводниковых элементов благодаря высокой подвижности носителей заряда.
Сенсоры: Поверхностная чувствительность позволяет использовать углеродные наноматериалы для детектирования газов, биомолекул и химических соединений с высокой селективностью и чувствительностью.

Энергетика

Электроды для суперконденсаторов и батарей: Углеродные наноматериалы обеспечивают высокую площадь поверхности и улучшенную проводимость, что увеличивает емкость и скорость зарядки устройств.
Катализаторы: В качестве носителей каталитических частиц в топливных элементах и катализаторах реакции окисления.

Биомедицина

Таргетированная доставка лекарств: УНТ и графеновые материалы модифицируются для направленной доставки медикаментов в клетки, обеспечивая контроль высвобождения.
Контрастные агенты и биосенсоры: Используются для улучшения качества визуализации и диагностики.

Композитные материалы

Включение углеродных наноматериалов в полимерные и металлические матрицы значительно улучшает механические свойства, устойчивость к износу и электропроводность композитов.

Перспективы развития

Текущие исследования направлены на:

Повышение контролируемости синтеза и структурной однородности
Функционализацию поверхности для расширения применения в биомедицине и электронике
Масштабирование производства с сохранением свойств на уровне лабораторных образцов