EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER

Fatma GÖKTEPE (Namık Kemal Üniversitesi, Çorlu Mühendislik Fakültesi, Tekstil Mühendisliği Bölümü, Çorlu, Türkiye)
Tekstil ve Mühendis
10 0
Yıl: 2015 Cilt: 22 Sayı: 100 Sayfa Aralığı: 1 - 12 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER

Öz:
Karbon nanotüpler; yüksek mukavemet ve modül, yüksek elektriksel ve ısıl iletkenlik, nispeten yüksek ve düşük sıcaklıklarda stabilite gibi birçok üstün özelliğe sahip olan düşük yoğunluklu ileri malzemelerdir. Bu malzemeler genellikle toz partikül halinde üretilmekle birlikte, dünyada sınırlı sayıda araştırma merkezinde daha özel bir formu olan eğrilebilir karbon nanotüp veya diğer bir ifadeyle karbon nanotüp elyaf halinde de üretilebilmektedir. Eğrilebilir karbon nanotüpler, son derece ince, mukavim ve iletken olmaları yanında doğrudan eğirme işlemiyle %100 karbon nanotüplerden oluşan iplik haline rahatlıkla dönüştürülebilmeleri bakımından özel bir yere sahiptir. Bu liflerden elde edilen karbon nanotüp iplikler, üstün özellikleri sayesinde aktüatörlerden güneş hücrelerine, esnek Li-iyon pilleri için dokunabilir anotlardan süper iletkenlere varıncaya dek çok farklı alanda teknik amaçlı kullanılabilmektedir. Ancak eğrilebilir karbon nanotüpler ve bunlardan eğrilen iplik özellikleri hakkında bilinenler, dünyada olduğu gibi ülkemizde de sınırlıdır. Bu doğrultuda sunulan çalışmayla eğrilebilir karbon nanotüplerin üretimi, bu özel malzemelerin ipliğe dönüştürülme yöntemleri ve elde edilen teknik ipliklerin genel özellikleri incelenmektedir
Anahtar Kelime:

SPINNABLE CARBON NANOTUBES AND TECHNICAL YARNS PRODUCED BY THESE SPECIAL FIBERS

Öz:
Carbon nanotubes are highly special materials having low density but high strength and modulus, high electrical and thermal conductivity and stability at relatively low and high temperatures. While these materials are produced in powder particle form generally, there is also few research centers focusing on production of these advanced materials as spinnable nanofiber form, which is a specific form of carbon nanotubes. These materials, that can be named as spinnable carbon nanotubes or carbon nanotube fibers, are special not only for being extremely fine, having high strength and conductivity but also for their easy conversion into yarns that include 100% carbon nanotubes by spinning directly. Owing to their superior properties, once they spun as twisted yarns, then these materials would have many interesting application areas from actuators to solar cells, from weavable anodes for flexible Li-ion batteries to super conductors. However, available information on carbon nanotube fibers and yarns produced from these are limited both in the world and our country. Therefore, production of spinnable carbon nanotubes and conversion of these special materials into technical yarns along with their general properties are investigated in this work
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • De Volder, M.F.L., Tawfick, S.H., Baughman, R.H., Hart, A.J., (2013), Carbon Nanotubes: Present and Future Commercial Applications, Science, 339, 535-539.
  • Monthioux, M., Kuznetsov, V.L., (2006), Who Should Be Given The Credit For The Discovery Of Carbon Nanotubes?, Carbon, 44, 1621-1622.
  • Erkoç, Ş., (2001), Karbon Nanoyapılar: Toplar, Tüpler, Çubuklar, Halkalar, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi, Ocak Sayısı, 46-51.
  • Özdoğan, E., Demir, A., Seventekin, N., (2006), Nanoteknoloji ve Tekstil Uygulamaları, Tekstil ve Konfeksiyon, 3, 159-168.
  • Küçükyıldırım, B.O., Eker, A.A., (2012), Karbon Nanotüpler, Sentezleme Yöntemleri ve Kullanım Alanları, Mühendis ve Makina, 53, 630, 34-39.
  • Sarıer, N., Önder, E., (2012), Karbon Nano Tüplerin Eşsiz Özellikleri ve Kullanım Alanları, Cumhuriyet Bilim Teknik Dergisi, Mayıs sayısı (11), 12.
  • Melemez, F.F., (2012), An Experimental Study On?The Incorporation Of Carbon Nanotubes Into Resin Transfer Molded Composites, Yüksek Lisans Tezi, Sabancı Üniversitesi.
  • Geim, A.K., Novoselov, K.S. (2007), The Rise of Graphene, Nature, 6, 183-191.
  • Iijima, S., (1991), Helical Microtubules of Graphitic Carbon, Nature, 354, 56-58.
  • Saito, R.F. (1992), Electronic Structure Of Chiral Graphene Tubules, Applied Physics Letters, 60, 2204-2206.
  • Eser, H.M., (2006), Karbon Nanotüp-Sıvı Kristal Karışımlarının Elektriksel Özellikleri, Yüksek Lisans Tezi, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü.
  • Jiang, K., Li, Q., Fan, S. (2002), Nanotechnology: Spinning Continuous Carbon Nanotube Yarns-Carbon Nanotubes Weave Their Way Into A Range Of Imaginative Macroscopic Applications, Nature, 419, 6909, 801.
  • Zhang, M., Atkinson, K.R., Baughman, R.H., (2004), Multifunctional Carbon Nanotube Yarns by Downsizing an Ancient Technology, Science, 306, 1358-1361.
  • Zhang, M., Fang S., Zakhidov A.A., Lee S.B., Aliev A.E., Williams C.D., (2005), Strong, Transparent, Multifunctional, Carbon Nanotube Sheets, Science, 309 (5738), 1215-1219.
  • Li, Q., Zhang, X.F., DePaula, R.F., Zheng, L., Zhao, Y., Stan, L., Holesinger, T. G., Arendt, P.N., Peterson, D. E., Zhu, Y.T., (2006), Sustained Growth Of Ultralong Carbon Nanotube Arrays For Fiber Spinning, Advanced Materials, 18 (23), 3160-3163.
  • Atkinson, K., Hawkins, S., Huynh, C., Skourtis, C., Dai, J., Zhang, M., Fang, S., Zakhidov, A.A., Lee S., Aliev A.E., Williams C., Baughman R., (2007), Multifunctional Carbon Nanotube Yarns And Transparent Sheets: Fabrication, Properties and Applications, Physica B, 394, 339-343.
  • Zhang, S., Zhu, L., Minus, M.L., Chae, H.G., Jagannathan, S., Wong, C.P., Kowalik, J., Roberson, L.B., Kumar, S., (2008), Solid-State Spun Fibers And Yarns From 1-mm Long Carbon Nanotube Forests Synthesized By Water-Assisted Chemical Vapor Deposition, Journal of Material Science, 43 (13), 4356-4362.
  • Liu, K., Sun, Y.H., Chen, L., Feng, C., Feng, X.F., Jiang, K.L., Zhao, Y., Fan, S., (2008), Controlled Growth Of Super- Aligned Carbon Nanotube Arrays For Spinning Continuous Unidirectional Sheets With Tunable Physical Properties, Nano Letters, 8 (2), 700-705.
  • Nakayama, Y., Synthesis, Nanoprocessing and Yarn Application of Carbon Nanotubes (2008), Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 47 (10), 8149-8156.
  • Mallik, N., Schulz, M. J., Shanov, V.N., Hurd, D., Chakraborty, S., Jayasinghe, C., Abot, J., Song, A., (2009), Study On Carbon Nano-Tube Spun Thread As Piezoresistive Sensor Element, Advanced Materials Research, 67, 155-160.
  • Tran, C.D., Humphries, W., Smith, S., Huynh, C., Lucas, S., (2009), Improving The Tensile Strength Of Carbon Nanotube Spun Yarns Using a Modified Spinning Process, Carbon, 47, 2662-2670.
  • Iijima, T., Oshima, H., Hayashi, Y., Suryavanshi, U., Hayashi, A., Tanemura, M., Oshima, H., (2012), In-Situ Observation Of Carbon Nanotube Fiber Spinning From Vertically Aligned Carbon Nanotube Forest, Diamond&Related Materials, 24, 158-160.
  • Lepro, X., Lima, M.D., Baughman, R.H., (2010), Spinnable Carbonnanotube Forests Grown On Thin, Flexible Metallic Substrates, Carbon, 48, 3621-3627.
  • Inoue, Y., Kakihata, K., Hirono, Y., Horie, T., Ishida, A., Mimura, H., (2008), One-step Grown Aligned Bulk Carbon Nanotubes by Chloride Mediated Chemical Vapour Deposition, Applied Physics Letters, 92, 213113,1-3.
  • Luo, Y., Gong, Z., He, M., Wang, X., Tang, Z., Chen, H., (2012), Fabrication Of High-Quality Carbon Nanotube Fibers For Optoelectronic Applications, Solar Energy Materials&Solar Cells, 97, 78-82.
  • Behaptu, N., Young, C.C., Tsentalovich, D.E., Kleinerman, O., Wang, X., Ma, A.W.K., Bengio, E.A., Waarbeek, R.F., Jong, J.J., Hoogerwerf, R.E., Fairchild, S.B., Ferguson, J.B., Maruyama, B., Kono, J., Talmon, Y., Cohen, Y., Otto, M.J., Pasquali, M., (2013), Strong, Light, Multifuncyional Fibers of Carbon Nanotubes with Ultrahigh Conductivity, Science, 339, 182-186.
  • Peigney, A., Laurent, C., Flahaut, E., Bacsa, R.R., Rauset, A., (2001), Specific Surface Area of Carbon Nanotubes and Bundles of Carbon Nanotubes, Carbon, 39, 507-514.
  • Mittal, V. (2011), Polymer Nanotube Nanocomposites, Synthesis, Properties and Applications, Scrivener Publishing LLC.
  • Koziol, K., Vilatela, J., Moisala, A., Motta, M., Cunniff, P., Sennett, M., Windle, A., (2007), High-Performance Carbon Nanotube Fiber, Science, 318, 1892-1895.
  • Zhang, X., Jiang, K., Feng, C., Liu, P., Zhang, L., Kong, J., Zhang, T., Li, Q., Fan, S., (2006), Spinning and Processing Continuous Yarns from 4-InchWafer Scale Super-Aligned Carbon Nanotube Arrays, Advanced Materials, 18, 1505- 1510.
  • Zhang, X., Li, Q., Tu, Y., Li, Y., Coulter J., Zheng, L., Zhao Y., Jia Q., Peterson, D., Zhu, Y., (2007), Strong Carbon- Nanotube Fibers Spun from Long Carbon-Nanotube Arrays, Small, 3 (2), 244-248.
  • Ericson, L., Ramesh, S., Fan, H., Wang, Y., Davis, V., Vavro, J., Zhou, W., Guthy, C., Fischer, J., Hauge, R., Pasquali, M., Hwang, W., Hauge, R.H., Fischer, J.E., Smalley, R.E., (2004), Macroscopic, Neat, Single-walled Carbon Nanotube Fiber, Science, 305, 1447-1450.
  • Capps, R.C., (2011), Carbon Nanotube Fibers And Ribbons Produced By A Novel Wet-Spinning Process, Doktora Tezi, Dallas Teksas Üniversitesi, A.B.D.
  • Zhong, X., Li, Y., Liu, Y, Qiao, X., Feng ,Y., Liang, J., Jin, J., Zhu, L., Hou, F., Li, J., (2010), Continuous Multilayered Carbon Nanotube Yarns, Advanced Materials, 22, 692-696.
  • Ghemes, A., Minami, Y., Muramatsu, J., Okada, M. Mimura, H., Yoku Inoue, Y., (2012), Fabrication and Mechanical Properties of Carbon Nanotube Yarns Spun from Ultra Long Multi-walled Carbon Nanotube Arrays, Carbon, 50, 4579- 4587.
  • Liu, K., Sun, Y., Zhou, R., Zhu, H., Wang, J., Liu, L., Fan, S., Jiang, K., (2010), Carbon Nanotube Yarns With High Tensile Strength Made By A Twisting And Shrinking Method, Nanotechnology, 21 (4), 1-7.
  • Jayasinghe, C., Li, W., Song,Y., Abot, J.L., Shanov, V.N., Fialkova, S., Yarmolenko, S., Sundaramurthy, S., Chen,Y., Cho, W., Chakrabarti, S., Li, G., Yun, Y., Schulz, M.J., (2010), Nanotube Responsive Materials, MRS Bulletin, 53, 682-692.
  • Miao, M., Electrical Conductivity Of Pure Carbon Nanotube Yarns, (2011), Carbon, 49 (12), 3755-3761.
  • Jakubinek, M.B., Johnson, M.J., White, M.A., Jayasinghe, C., Li, G., Cho, W., Shulz, M., Shanov, V., (2012), Thermal and Electrical Conductivity of Array-Spun Multi-Walled Carbon Nanotube Yarns, Carbon, 50, 244-248.
  • Lima, M., Fang, S., Lepró, X., Lewis, C., Ovalle-Robles, R., Carretero-González J., Castillo-Martínez E., Kozlov M., Oh J., Rawat N., Haines, C., Haque, M., Aare, V., Stoughton, S., Zakhidov, A.A., Baughman R.H., (2011), Biscrolling Nanotube Sheets and Functional Guests into Yarns, Science 331, 51-55.
  • Lima, M., Li, N., Andrade, M. J., Fang, S., Oh, J., Spinks, G.M., Kozlov, M.E., Haines C. S., Dongseok Suh, D., Foroughi, J., Kim, S.J., Chen, Y., Ware, T., Shin, M.K., Machado, L.D., Fonseca, A. F., Madden, J. D. W., Voit, W.E., Galvão, D. S., Baughman, R.H., (2012), Electrically, Chemically, and Photonically Powered Torsional and Tensile Actuation of Hybrid Carbon Nanotube Yarn Muscles, Science, 338, 928-932.
  • Haines, C.S., Lima, M.D., Li, N., Spinks, G.M., Foroughi, J., Madden, J.D.W., Kim, S.H., Fang, S., de Andrade, M.J., Göktepe, F., Göktepe, Ö., Mirvakili, S.M., Naficy, S., Lepró, X., Oh, J., Kozlov, M.E., Kim, S.J., Xu, X., Swedlove, B.J., Wallace G.G., Baughman, R.H., (2014), Artificial Muscles from Fishing Line and Sewing Thread, Science, 343, 868- 872.
APA GÖKTEPE F (2015). EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER. , 1 - 12.
Chicago GÖKTEPE Fatma EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER. (2015): 1 - 12.
MLA GÖKTEPE Fatma EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER. , 2015, ss.1 - 12.
AMA GÖKTEPE F EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER. . 2015; 1 - 12.
Vancouver GÖKTEPE F EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER. . 2015; 1 - 12.
IEEE GÖKTEPE F "EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER." , ss.1 - 12, 2015.
ISNAD GÖKTEPE, Fatma. "EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER". (2015), 1-12.
APA GÖKTEPE F (2015). EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER. Tekstil ve Mühendis, 22(100), 1 - 12.
Chicago GÖKTEPE Fatma EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER. Tekstil ve Mühendis 22, no.100 (2015): 1 - 12.
MLA GÖKTEPE Fatma EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER. Tekstil ve Mühendis, vol.22, no.100, 2015, ss.1 - 12.
AMA GÖKTEPE F EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER. Tekstil ve Mühendis. 2015; 22(100): 1 - 12.
Vancouver GÖKTEPE F EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER. Tekstil ve Mühendis. 2015; 22(100): 1 - 12.
IEEE GÖKTEPE F "EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER." Tekstil ve Mühendis, 22, ss.1 - 12, 2015.
ISNAD GÖKTEPE, Fatma. "EĞRİLEBİLİR KARBON NANOTÜPLER VE BU ÖZEL LİFLERDEN ÜRETİLEN TEKNİK İPLİKLER". Tekstil ve Mühendis 22/100 (2015), 1-12.
Sayfa Oluşturulma Tarihi
17-04-2024 4:25

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları