Οι νανοσωλήνες άνθρακα σχεδόν έτοιμοι για εμπορική αξιοποίηση

36

Ένα υλικό ισχυρότερο από το ατσάλι, εύκαμπτο όπως το πλαστικό και καλύτερος αγωγός ηλεκτρισμού από τον χαλκό και το πυρίτιο θα περάσει φέτος στο στάδιο της εμπορικής αξιοποίησης, παρά το τεράστιο κόστος του.

Όπως αναφέρει το CNet.com, οι νανοσωλήνες από άτομα άνθρακα θα αρχίσουν να χρησιμοποιούνται εντός του έτους για να μετατρέψουν μονωτές σε αγώγιμα υλικά και να αυξήσουν την αντοχή πλαστικών εξαρτημάτων σε αυτοκίνητα.

Σύντομα θα χρησιμοποιούνται σε οθόνες LCD και σε βαφές που εκτρέπουν την ακτινοβολία των ραντάρ, ενώ σε διάστημα μιας δεκαετίας ίσως αρχίσουν να αντικαθιστούν το πυρίτιο στα ηλεκτρονικά κυκλώματα.

Οι νανοσωλήνες είναι λεπτoί, κούφιοι κύλινδροι από άτομα άνθρακα συνδεδεμένα σε εξαγωνική διάταξη. Μπορούν να έχουν μονά ή πολλαπλά τοιχώματα.

Η κατασκευή τους είναι όμως τεχνικά δύσκολη και σήμερα ο βασικός προμηθευτής νανοσωλήνων δεν υπερβαίνει σε παραγωγή το ένα κιλό ημερησίως. Η Carbon Nanotechnologies, που ιδρύθηκε από τον νομπελίστα Ρικ Σμάλεϊ, σκοπεύει πάντως να αυξήσει την ποσότητα αυτή στον μισό τόνο μέχρι το 2005.

Προς το παρόν, πάντως, η τιμή των νανοσωλήνων είναι υπερβολικά υψηλή για ευρεία χρήση -γύρω στα 500 δολάρια ανά γραμμάριο.

Βαλλιστικοί αγωγοί

Πέρα από τις ασύγκριτες μηχανικές τους ιδιότητες, οι νανοσωλήνες είναι εξαιρετικοί αγωγοί ηλεκτρισμού. «Οι ηλεκτρικές τους ιδιότητες είναι εντυπωσιακές» αναφέρει ο Γιόεργκ Απενζέλερ, ερευνητής της IBM Research που μελετά το νέο υλικό.

Εξαιτίας του απειροελάχιστου πάχους τους, οι νανοσωλήνες συμπεριφέρονται ως μονοδιάστατα αντικείμενα (πρακτικά έχουν μήκος, αλλά όχι ύψος και πλάτος) και τα ηλεκτρόνια κινούνται κατά μήκος τους χωρίς απώλειες. Για τον λόγο αυτό οι νανοσωλήνες χαρακτηρίζονται συχνά «βαλλιστικοί αγωγοί».

Στο μέλλον θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τη συνδεσμολογία από πυρίτιο στα ηλεκτρονικά κυκλώματα. Το όφελος θα ήταν όχι μόνο οι βελτιωμένες επιδόσεις, αλλά και η μείωση του κόστους: Τα τσιπ από πυρίτιο πρέπει να σχεδιάζονται σε ειδικό, εξαιρετικά ακριβό εξοπλισμό. Οι νανοσωλήνες, αντίθετα, έχουν τη δυνατότητα αυτοσυγκρότησης.

Επίσης, τα τσιπ πυριτίου είναι πολύ ευαίσθητα σε ατέλειες του υλικού. Στους νανοσωλήνες, τα ελαττώματα αυτά διορθώνονται αυτόματα: τα άτομα άνθρακα μπορούν να μετακινούνται για να καλύψουν τυχόν κενά στο σωληνοειδές.

Οθόνες χαμηλού κόστους

Αν και θα περάσουν χρόνια πριν οι νανοσωλήνες χρησιμοποιηθούν σε τσιπ, πολλές εταιρείες σκοπεύουν να αξιοποιήσουν αλλιώς τις ηλεκτρικές τους ιδιότητηες. Συγκεκριμένα, σκοπεύουν να αντικαταστήσουν με νανοσωλήνες την ηλεκτρική συνδεσμολογία στις οθόνες LCD.

Σήμερα, τα κυκλώματα της οθόνης τοποθετούνται στο γυαλί με εξοπλισμό που κοστίζει δισεκατομμύρια. Οι νανοσωλήνες, αντίθετα, απλώς θα απλώνονται στο γυαλί της οθόνης και θα επιτελούν ακριβώς την ίδια λειτουργία με τη συμερινή καλωδίωση.,

«Είναι εντυπωσιακά απλό. Προσθέτεις νανοσωλήνες σε μελάνι και τους τυπώνεις [στο γυαλί]» σχολιάζει ο Ντέιβιντ Τόμανεκ, αντιπρόεδος της Carbon Nanotechnologies.

Για το απώτερο μέλλον, οι επιστήμονες φαντάζονται τους νανοσωλήνες σε φαρμακευτικά σκευάσματα που μεταφέρουν ουσίες σε συγκεκριμένους ιστούς, σε αγωγούς που θα αντικαταστήσουν τις οπτικές ίνες και τα καλώδια ηλεκτροδότησης, ακόμα και σε ανελκυστήρες με χοντρά νήματα για τη μεταφορά φορτίου απευθείας σε τροχιά.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ