Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Tüm Reklamları Kapat

Karbon Nanotüp Nedir? Uygulama Alanları Nelerdir?

Karbon Nanotüp Nedir? Uygulama Alanları Nelerdir? Physics
Tek duvarlı karbon nanotüp.
7 dakika
577
Tüm Reklamları Kapat

Karbon nanotüpler hibritleşmiş karbon atomlarının altıgen düzenlenmesinden oluşan karbon allotroplarıdır.[1], [2] Silindirik tüplerle birleştirilirler ve tek bir grafen tabakası veya Van der Waals kovalent olmayan kuvvetler aracılığıyla bağlanan birden fazla grafen tabakasıyla oluşturulabilirler.[3] Tek duvarlı karbon nanotüpler, 1-2 nm çapında yuvarlanmış bir grafen tabakasından oluşurken çok duvarlı karbon nanotüpler çapı 100 n'ye kadar olan ikiden fazla yuvarlanmış grafen tabakasından oluşmaktadır.[4]

Tüm Reklamları Kapat

Tek Duvarlı Karbon Nanotüp
Tek Duvarlı Karbon Nanotüp
Embedded Computing Design

KNT'ler sahip oldukları yüksek yüzey alanı, gelişmiş iletkenlik, mekanik dayanıklılık, biyouyumluluk, fonksiyonelleştirilebilme gibi özellikleri sayesinde endüstriyel, çevresel ve biyomedikal gibi çeşitli alanlarda yaygın kullanım alanına sahiptir.[3] Ayrıca KNT'ler; kolayca sentezlenebilmeleri, boyutlarının kontrol edilebilir olması, yüzey kimyası ile spesifik olarak işlevselleştirilebilmeleri gibi özelliklerinden dolayı çok geniş ölçekli alanlarda uygulanabilmektedir.

Karbon Nanotüplerin Tarihçesi

Karbon nanotüpler ilk olarak 1991 yılında keşfedilmiş ve daha sonra 1993 yılında Iijima ve Ichihashi tarafından 1 nanometre çapında tek duvarlı karbon nanotüp sentezi rapor edilmiştir.[5], [6]

Tüm Reklamları Kapat

Karbon nanotüpün babası olarak bilinen Sumio İijima
Karbon nanotüpün babası olarak bilinen Sumio İijima
NEC

1952 yılında Radushkevich ve Lukyanovich, Journal of Physical Chemistry'de 50 adet karbon nanotüpün net bir görüntüsünü yayınlamışlardır.[7] Ancak bu buluş, o dönem Sovyetler Birliği'ndeki siyasi durum nedeniyle büyük ölçüde göz ardı edilmiştir. Buna rağmen Radushkevich ve Lukyanovich, karbon filamanlarının içi boş olabileceğini ve nano ölçekli çaplara sahip olabileceğini bulmaları ile yani karbon nanotüpleri keşfetmeleriyle tanınmaktadırlar.

John Abrahamson ise 1979'da Pensilvanya Devlet Üniversitesi'nde iki yılda bir düzenlenen 14. Karbon Konferansı'nda karbon nanotüplere ilişkin bazı bilgiler vermiştir. Karbon nanotüpleri, ark deşarjı sırasında bir karbon anot üzerinde üretilen karbon fiberler olarak tanımlamış; bu fiberlerin özelliklerini açıklamış ve düşük basınçlı nitrojen atmosferinde oluştuklarını belirtmiştir.[8]

Karbon Nanotüplerin Kullanım Alanları

Lijima'nın 1991'deki araştırmasından bu yana bilim insanları, mükemmel mekanik ve elektrokimyasal özelliklerinden dolayı birçok uygulama için geliştirilen karbon nanotüplere odaklanmıştır. Karbon nanotüplerin kullanıldığı bazı alanlara göz atalım.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Endüstriyel Uygulamalar

Havacılık ve uzay sanayi alanında yaşanan hızlı gelişim ve dönüşümle birlikte, mevcut olarak geliştirilen teknolojiler, yeni çağın ihtiyaç ve taleplerini karşılayabilecek potansiyele sahip değildir. KNT bazlı nanokompozitler; termal kararlılık, kimyasal stabilite, geniş yüzey alanı gibi gelişmiş özellikleri sayesinde son yıllarda uçaklarda, askeri araçlarda, füzelerde ve uzay araçlarında kullanılmak üzere büyük ilgi görmektedir.

Araştırma ve gelişmeler, nanoteknolojik uygulamaların beton ve çelik gibi geleneksel inşaat malzemelerinin performansını artırabileceğini de göstermektedir. Ayrıca KNT'lerin inşaat sektöründe kullanılan beton ve çelik gibi malzemelerin dayanıklılığını arttırdığı da gösterilmiştir. Ayrıca nanokapsülleme teknikleri kullanılarak oluşturulan çevreye duyarlı, korozyon önleyici kaplamalar da umut verici bir gelişme olarak yerini almaktadır.

Pestisitler, katkı maddeleri ve hayvansal ilaç kalıntıları gibi yaygın gıda kirleticileri, gıda güvenliği açısından tehlike teşkil etmektedir. Karbon nanotüpler (KNT'ler) bu gıda kirleticilerinin hızlı, pratik ve ekonomik olarak tespiti için de önemli bir yere sahiptir.

Çevresel Uygulamalar

Geleneksel fosil yakıtların kullanımı, enerji ve çevre kirliliğine yol açan önemli bir küresel sorundur. Geleneksel fosil yakıtlardan enerji üretimi, çevresel kalitenin bozulmasının ve çevre kirliliğinin ana sorumlusu olarak tanımlanmıştır. Bu sorunları çözmek için nanoteknoloji; enerji dönüşümü ve enerji depolaması, çevresel izleme ve çevre dostu malzemelerin yeşil mühendisliğine yönelik cihaz uygulamalarında devrim yaratmada önemli bir rol oynamaktadır. Karbon nanotüpler ve bunların hibrit nanokompozitlerine olan ilgi eşsiz yapısal, elektronik ve mekanik özelliklerinden dolayı her geçen gün artmaktadır.

Karbon nanotüpler; Güneş pilleri, yakıt hücreleri, hidrojen depolaması, lityum iyon pilleri ve elektrokimyasal süper kapasitörler gibi enerji dönüşümü ve depolaması çözümlerinde; gaz kirleticilerin, patojenlerin tespiti ve uzaklaştırılması için çevresel izleme ve atık su arıtımında önemli bir yere sahiptir. Karbon nanotüpler ayrıca; boyaların, ağır metallerin ve pestisitlerin uzaklaştırılması ve yeşil nanokompozit tasarımı için ideal adaylardır.

Tüm Reklamları Kapat

Biyomedikal Alanda Uygulamalar

KNT'ler tıp, ilaç dağıtımı, genetik mühendisliği, biyosensörler ve yapay implantlarda multidisipliner olarak uygulama alanı vaat etmektedir. [4]

Fonksiyonelleştirilmiş KNT'ler doğaları gereği immünojenik değildir; ancak hücresel geri alımdan sonra monositler, makrofajlar ve dendritid hücreler dahil olmak üzere bağışıklık sistemi hücrelerini aktive etme kapasitesine sahiptir. Ayrıca, tek duvarlı karbon nanotüplerin aşı çalışmalarında bağışıklık uyarıcı adayları ve antijen taşıyıcıları olarak uygulanması önerilmiştir. Ek olarak nano akışkanların ana türü olan nano-süspansiyonlar; ilaç dağıtımı, tıbbi tedavi, hastalık teşhisi, anti-bakteriyelliği sağlama gibi uygulamalarıyla biyomedikal açıdan oldukça işlevseldir.

Karbon nanotüpler (KNT'ler) kanser tedavisinde en yaygın kullanılan nanopartiküllerden biridir. KNT'ler hem kanser teşhisinde hem de tedavisinde kullanılmaktadır. Bu konu hakkındaki ilk incelemelerden biri Yang ve arkadaşları tarafından yapılmıştır. KNT'lerin geniş yüzey, konjugasyon yeteneği ve ilaçların kapsüllenmesi gibi özellikleri sayesinde kanser tedavisi ve teşhisi için iyileştirici bir ajan olduğu belirtilmiştir.

KNT'lerin ayrıca antimikrobiyal aktivite gösterdiği de bilinmektedir. KNT'lerin bu özelliği çoklu ilaca dirençli bakteriyel enfeksiyonlar nedeniyle Dünya çapında morbidite ve mortalitedeki endişe verici artış göz önüne alındığında özellikle önemlidir. KNT'lerin geleneksel antibiyotik tedavilerinden daha etkili ve uygun maliyetli olabileceği ve çoklu ilaca dirençli bakterilerin ortaya çıkışını engelleyecek yüksek potansiyele sahip oldukları düşünülmektedir.

Tüm Reklamları Kapat

KNT'ler antimikrobiyal etkinin yanında anti biyofilm özellik de göstermektedir. KNT'ler biyolojik olarak uyumludur ve ilaç dağıtım sistemleri olarak kullanılabilirler. Bir yüzeye sabitlendiklerinde, süspansiyon halindeyken veya polimer nanokompozitlere gömüldüklerinde biyofilm oluşumunu açıkça sınırlandırabilirler. Ayrıca, KNT yapılarının bir dizi antibiyotiğe bağlandığı ve böylece antibiyotiklerin etkisini arttırdığı gözlenmiştir.

Karbon Nanotüplerin Avantajları ve Dezavantajları

Karbon nanotüpler ile ilgili avantajlar şu şekilde sıralanabilir:[9]

  1. Küçük ve hafif olmaları, onları metalik tellerden daha iyi bir alternatif haline getirmektedir.
  2. Karbon nanotüp sentezi için gerekli malzemelere ulaşım kolaydır ve genelde minimum malzeme ile sentezlenirler.
  3. Sıcaklığa dayanıklıdırlar, bu da aşırı soğukta ve aşırı sıcakta iyi çalıştıkları anlamına gelmektedir.

Dezavantajlar ise şu şekilde sıralanabilir:

  1. Küçük oldukları için onlarla çalışmak zordur.
  2. Nanotüp üretme tekniği şu anda oldukça maliyetlidir.
  3. Bu yeni teknolojiyi uygulamak ve mümkün olan tüm alanlarda eski ekipmanı değiştirmek maliyetli olacaktır.

Gelecekteki Potansiyel Uygulamalar

Karbon nanotüplerin gücü ve esnekliği, onları diğer nanoölçekli yapıların kontrolünde potansiyel olarak kullanılmalarını sağlayabilir. Bu durum da karbon nanotüplerin gelecekte nanoteknoloji mühendisliğinde önemli bir role sahip olacağını göstermektedir. İleride KNT'lerin kullanımının mümkün olabileceği alanlar arasında şunlar sayılabilir:

  • Esnek Elektronikler: Karbon nanotüplerle daha kırılgan malzemelerden yapılmış mevcut elektroniklerin yerini alabilecek, esnek ve bükülebilir elektronik cihazlar geliştirmek mümkün olacaktır.[10]
  • Biyoelektronik Burun: Gelecekte uyuşturucu koklayan köpeklerin yerini, "biyoelektronik burunlar" adı verilen, koku alma reseptör proteinleri ve karbon nanotüp transistörlerinden oluşan malzemelerin alabileceği öngörülmektedir. Charlie Johnson liderliğindeki bir grup araştırmacı, "koklama" yeteneğine sahip bir karbon nanotüp transistörü üzerinde çalışmakta ve biyolojik proteinlerin algılama özelliklerini farelerden elektronik cihazlara aktarmaktadır.[10]
  • Nano Hoparlörler: Nano hoparlörlerin mekanizması, gök gürültüsü oluşma sistemine dayanmaktadır. Nano hoparlörlerde, tüplere elektrik akımı uygulandığında hava ısınıp genleşmekte ve bu durum ses dalgalarının oluşmasına neden olmaktadır. Buna termoakustik etki denir ve çalışma şekli standart hoparlörlerden oldukça farklıdır. Geleneksel hoparlörler hava moleküllerindeki titreşimlerden ses üretirken nanohoparlörler hiçbir şekilde titreşim yaymamaktadır.[10]
  • Güneş Panelleri: Tek duvarlı karbon nanotüplerin güçlü UV soğurma kapasitesi sayesinde güneş panellerinde kullanılmaları çok umut verici bir uygulama olarak öngörülmektedir. 2007 yılında New Jersey Teknoloji Enstitüsü, karbon nanotüpleri kullanarak güneş pilleri geliştirmiştir. Bu noktadan itibaren, bu güneş pillerinin verimlerini artırmak ve güneş panelleri geliştirmek için çok sayıda çalışma yapılmıştır.
  • Hidrojen Depolama: KNT'lerin elektrik enerjisini depolayabilmelerinin yanı sıra, daha sonra yakıt kaynağı olarak kullanılabilecek hidrojeni depolama kapasiteleri üzerine de bazı araştırmalar yapılmıştır. Küçük karbon nanotüplerin kılcal etkilerinden yararlanılarak içlerindeki gazların yüksek yoğunluklara yoğunlaştırılmasının mümkün olduğu bilinmektedir. Bu durum gazların, özellikle de hidrojenin sıvıya dönüşmeden yüksek yoğunlukta depolanmasına olanak tanımaktadır.
Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
21
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 5
  • Tebrikler! 5
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 5
  • Merak Uyandırıcı! 4
  • Bilim Budur! 3
  • Umut Verici! 3
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 03/12/2023 11:30:37 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/15594

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Tüm Reklamları Kapat
Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Molekül
Çeşitlilik
Hayatta Kalma
Pandemik
İhtiyoloji
Sürüngen
Evrim Kuramı
Mit
Einstein
Yaşamın Başlangıcı
Uluslararası Uzay İstasyonu
İklim
Hava
Hızlı
Yeşil
Elektrik
Yanlış
Şiddet
Homeostasis
Jeoloji
Orman
Matematik
Yeme
Viral
Beslenme Davranışı
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Kafana takılan neler var?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Youtube
Filler Neden Farelerden Korkar?
Filler Neden Farelerden Korkar?
Ay Nasıl Oluştu?
Ay Nasıl Oluştu?
Balinalar Nefesini Nasıl 2 Saat Tutabiliyor?
Balinalar Nefesini Nasıl 2 Saat Tutabiliyor?
Işıldayan Bu Taş Radyoaktif mi? | Yooperlite Taşı
Işıldayan Bu Taş Radyoaktif mi? | Yooperlite Taşı
Büyük Deprem Nerede, Ne Zaman ve Ne Büyüklükte Olacak? | Deprem Tahmini!
Büyük Deprem Nerede, Ne Zaman ve Ne Büyüklükte Olacak? | Deprem Tahmini!
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
H. Aslan, et al. Karbon Nanotüp Nedir? Uygulama Alanları Nelerdir?. (17 Kasım 2023). Alındığı Tarih: 3 Aralık 2023. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/15594
Aslan, H., Alparslan, E. (2023, November 17). Karbon Nanotüp Nedir? Uygulama Alanları Nelerdir?. Evrim Ağacı. Retrieved December 03, 2023. from https://evrimagaci.org/s/15594
H. Aslan, et al. “Karbon Nanotüp Nedir? Uygulama Alanları Nelerdir?.” Edited by Eda Alparslan. Evrim Ağacı, 17 Nov. 2023, https://evrimagaci.org/s/15594.
Aslan, Hacer. Alparslan, Eda. “Karbon Nanotüp Nedir? Uygulama Alanları Nelerdir?.” Edited by Eda Alparslan. Evrim Ağacı, November 17, 2023. https://evrimagaci.org/s/15594.
Geri Bildirim Gönder
ve seni takip ediyor
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close