جهت سفارش مطالعات بازار و طرح توجیهی تولید نانو تیوب سال 1400 با نرم افزار کامفار به صورت فایل  word و pdf ، جهت اخذ جواز تاسیس و وام و تسهیلات بانکی ، این مقاله را مطالعه نموده و سپس با ما تماس بگیرید ضمنا میتوانید فایل طرح توجیهی تولید نانو تیوب را که آرشیوی و مربوط به سالهای گذشته میباشد ، صرفا جهت مطالعه از انتهای همین صفحه دریافت نمایید.

نانو تیوب به علت داشتن خواصی مانند سطح ویژه زیاد استحکام زیاد و خصوصیات الکتریکی و الکترونیکی استثنایی ، موارد کاربرد زیادی از جمله استفاده به عنوان پایه کاتالیست ، تقویت مکانیکی پلیمرها وکمپوزیت ها و ساخت قطعات الکترونیکی دارند . از جمله کاربرد نانو تیوب در کامپوزیتهای پلیمری ، نمایشگرهای نشر میدانی ، مدارهای الکترونیکی ترانزیستورها ، حسگرها و... می باشد .

 

---

نکاتی درباره محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید نانو تیوب

---

 

کربن نانو تیوب لوله های کربنی تو خالی هستند . صفحات آنها از اتم های کربن هستند که در ساختاری غلطک مانند قرار گرفتند و در ظاهر شبیه توری های سیمی هستند . این مواد به علت داشتن خواصی مانند سطح ویژه زیاد ( حدود 700 تا 1000 گرم بر متر مربع ) ، استحکام زیاد و خصوصیات الکتریکی و الکترونیکی استثنایی موارد کاربرد زیادی از جمله استفاده به عنوان پایه کاتالیست ، تقویت مکانیکی پلیمرها و کمپوزیت ها و ساخت قطعات الکترونیکی دارند .

آنها ده ها بار از فولاد محکم ترند در حالیکه وزنشان یک ششم وزن فولاد است . علیرغم داشتن چنین توان کششی بالایی ،SWNT ها انعطاف پذیر بوده و میتوان آنها را پهن کرده و یا به هر طرفی خم نمود . این خواص باعث میشود تاSWNT را بتوان درهم بافته و به صورت طنابها یا کابلهای انعطافپذیر محکم درآورد . این نانولوله ها همچنین کشسان بوده و بعد از تغییر شکل باز هم به همان حالت طبیعی خود باز می گردند .

این امتیازها باعث شده است که آنها اولین انتخاب برای ساختن پل ها ، هواپیماها و مواد پیشرفته باشند . طول بزرگترین کربن نانو تیوبی که در آزمایشگاه ساخته می شود به چند میلیمتر هم میرسد . این باعث شده که درمورد ماشینهای کوچک ، نانو تیوب های کربنی ایده آل باشند. در یاتاقان های ساخته شده از کربن نانو تیوب ها اصطکاك بسیار کاهش می یابد . امتیاز مهم دیگر کربن نانو تیوب ها این است که آنها در هر دو حالت رسانا ونارسانا وجود دارند .

بسته به کایرالیته یا مقدار خمش ، نانولوله های کربنیها دو حالت رسانای الکتریسته یا نیمه رسانا را به خود میگیرند . در حالت اول همانند فلز ( مثلاً مس ) و در حالت دوم شبیه سیلیکون عمل کرده و تنها با صرف مقداری انرژی میتوانند جریان را از خود عبور دهند . شکاف باندی یا مقدار انرژی لازم برای ایجاد هدایت الکتریکی در این نانولوله ها را میتوان از طریق کنترل قطر یا کایرالیته آنها تأمین نمود .

از آنجا کهMWNT ها لوله هایی با قطرهای مختلف میباشند ، این قابلیت اضافه را نیز دارند که بتوانند در یک لحظه چند سیگنال جریان را از خود عبور دهند . این ویژگی موجب استفاده آنها در وسایل مختلف الکتریکی شده است . انتقال الکترون در نانو تیوب ها منحصر به فرد است و در جهت محور شدیدا رسانا هستند . سرعت انتقال الکترون در نانو تیوب بیشترازالکترودهای کربنی است . رسانایی گرمایی آنها در جهت محوری نیز بالا است .

نانو تیوب ها بر دو نوع نانو تیوب های چند دیواره ای (Multi Wall) و تک دیواره ای (Single Wall) هستند . نوع چند دیواره ای از الیاف گرافیتی ساخته می شود در حالی که نانو تیوب های تک دیواره ای از الیاف فولرن کشیده شده تشکیل شده اند .

نانو لوله تک جداره از یک ورقه ی گرافیت پیچیده به صورت استوانه به وجود آمده که دو سر آن به حالت کروی مسدود است از زمان کشف این مواد کاربردهای مختلفی پیشنهاد شده است که از آن جمله می توان استفاده از نوع چند دیواره ای را در نوك ای . اف . ام حامل و در مورد نوع تک دیواره به منظور استفاده در وسایل الکترونیکی یا به عنوان محیط مناسب جهت ذخیره هیدروژن اشاره نمود . نانو تیوب های تک دیواره از دیواره های استوانه ای گرافن به قطر 1 تا 2 نانومتر تشکیل شده است .

نوع چند دیواره ای ، دیواره های ضخیم تری دارد و از چندین استوانه هم محور گرافن که با فاصله 34نانومتر ( در حد فاصله لایه های گرافیت ) از هم جدا شده اند، تشکیل گردیده است . قطر خارجی نانو تیوب چند دیواره ای 2 تا 25 نانومتر و سوراخ داخلی آن در محدوده 1 تا 8 نانومتر قرار دارد و ما بین لایه های منفرد گرافیت هیچگونه نظم سه بعدی وجود ندارد . طول متوسط نانو تیوب می تواند چندین میکرون باشد . ساختار توخالی نانو تیوب سبک بودن آن را به دنبال دارد .

چگالی نوع چند دیواره ای 8/1 و نوع تک دیواره ای 8/0 است . نانو تیوب ها مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی داشته و از پایداری گرمایی بالای برخوردارند . اکسایش نانو تیوب از دو سر تیوب آغاز می شود . این عمل باعث باز شدن تیوب خواهد شد . کربن نانو تیوب ها از لحاظ کاتالیزوری فعال می باشند . کربن نانو تیوب ها خاصیت مویینگی بالایی دارند و می توانند گازها و مایعات را در خود جای دهند .

از کربن نانو تیوب های چند دیواره ای به عنوان الکترود در واکنشهای بیوالکترو شیمیایی استفاده شده است . کربن نانو تیوب ها می توانند واکنشهای احیای اکسیژن را کاتالیز کنند . ذخیره هیدروژن در داخل حفره های نانو تیوب های تک دیواره ای امکان پذیر خواهد بود .

• نکات مهم برای تجاری سازی کربن نانو تیوب

برای درك منطقی تجاری سازی فناوری نانو، باید ابتدا از سه باور غلط در مورد فناوری نانو رها شد .

1- باور عمومی غیردقیق : ( صنعتی به نام فناوری نانو وجود دارد ) 

بسیاری بر این باورند که یک صنعت یا بخش نوظهور به نام فناوری نانو وجود دارد که از ( شرکتهای فناوری نانو ) همفکر با پیشرانه ای و چالشهای تجاری مشابه تشکیل شده است و همگی ( محصولا ت فناوری نانو ) را به فروش میرسانند . این مفاهیم هم غیردقیق و هم نامفید میباشند ، چرا که فناوری نانو در بخشهای مختلفی گسترده شده است .

الکتریسیته موجب ایجاد کاربردهای بسیار متنوعی از جمله روشنایی ، تلفن ، وصنعت نیمه هادیها شد ، اما تمام این کاربردها چنان وسیع میباشند که به غیرازاستفاده از فناوریهای بنیادی مشترك ، هیچ وجه اشتراك دیگری باهم ندارند . این امردرمورد فناوری نانو نیز صدق میکند .

شرکت نوپای C Sixty سازنده داروهای محافظت کننده اعصاب با استفاده از خاصیت آنتی اکسیدانی فولرین است و شرکت American Bowling Services از فولرینها برای ساخت توپهای بولینگ با ساختار سطحی نانو که مسیر را بهتر طی میکند ، بهره میبرد . این دو شرکت به هیچ طبقه بندی صنعتی یکسانی تعلق ندارند .

2- باور عمومی غیردقیق : ( اگر نانو هست ، پس جدید است )

آنچه در فناوری نانو جدید میباشد ، مهندسی هدفمند برای به دست آوردن ویژگیهای وابسته به اندازه میباشد.

3- باور عمومی غیردقیق : ( اگر نانو است ، پس قابلیت سودآوری بالایی دارد ) 

کاربردهای فناوری نانو از قبل در محصولات متنوعی وارد شده است . بسیاری از این محصولات کالاهایی هستند که بر مبنای قیمت و دسترسی و با حاشیه سود پایین به فروش میرسند . این حاشیه سود پایین به دلیل ویژگیهای مشتریان و محصولات میباشد که تغییر نخواهد کرد . با وجودی که خریداران در ابتدا مقدار کمی هزینه اضافی بابت ویژگی های متفاوت محصول فناوری نانو پرداخت میکنند ، اما این امر زمان زیادی دوام نخواهد داشت .

زمانی که رقبا بتوانند به پیشرفتهای مشابهی دست پیدا کنند ، رقابت موجب خواهد شد که این سود بالایی که پیشتازان از آن بهره مند شده اند ، از بین رفته و حاشیه سود به سمت میانگینهای آن صنعت رانده شود . در دراز مدت ، این امر به معنای آن است که حاشیه سود محصولاتی که در آنها از فناوری نانو استفاده شده است ، به سمت میانگین سود آن محصول در صنعت مربوطه میل خواهد کرد .

• زنجیره ارزش کربن نانو تیوب رکن تجاری سازی

ساختار زنجیره ارزش برای ثمررسانی کربن نانو تیوب از مواد خام تا محصول نهایی ضروری است . بخشهای اصلی زنجیره ارزش شامل نانو مواد ، حد واسطهای نانومقیاس ، محصولات توانمند شده توسط نانو و نانوابزارها هستند . نانو مواد ساختارهای مهندسی شده هدفمندی از مواد میباشند که حداقل یکی از ابعاد آنها زیر 100 نانومتر بوده و خصوصیات وابسته به اندازهای از خود نشان می دهند .

نانو مواد با خصوصیات منحصر به فردی خود به خودی خود مفید نمیباشند ؛ اما وارد محصولات دیگرشده و باعث ایجاد خصوصیات مطلوب میگردند . کربن نانو تیوب از نانو مواد محسوب می شود . حد واسطه ای نانومقیاس محصولات میانی میباشند که از نانو مواد استفاده نموده تا ساختارهای نانومقیاس تولید کنند محصولات توانمند شده نانو کالاهایی هستند که در انتهای زنجیره ارزش فناوری نانو ازنانو مواد یا حدواسطه ای نانومقیاس بهره برده اند .

سه مرحله قبلی زنجیره ارزش در طول هم قرار میگیرند . نانو مواد در حد واسطه ای نانو مورد استفاده قرارمیگیرند و این حد واسطها درساخت محصولات توانمند شده به کار گرفته میشوند . متخصصین در فعالیتهای توسعه ای و تولیدی خود ، از بخش چهارم زنجیره ارزش یعنی نانوابزارها استفاده میکنند که شامل تجهیزات و نرم افزارهای اصلی میباشد که در تصویربرداری و مدلسازی مواد در مقیاس نانو مورد استفاده قرار میگیرند .

 

---

کاربرد محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید نانو تیوب

---

 

کربن نانو تیوب در عین استحکام بالا بسیار انعطاف پذیر است . اکثر کاربردها بر اساس ساختارالکترونیکی ، استحکام مکانیکی ، انعطاف پذیری و ابعاد نانو تیوب پیشنهاد شده است . از این روکاربردهای نانولوله های کربنی در حوزه های مختلفی پیش بینی می شود اما هنوز چندان وارد محصولات مصرفی مردم نشده است . با توجه به ویژگی هایی که نانو کربن تیوب ها واجد آن هستند . آینده روشنی درپیش رو می باشد . کاربردهای اصلی کربن نانو تیوب به شرح زیر است :

کامپوزیت های پلیمری :

افزودن نانولوله ها به مواد بدون آنکه باعث سیاه شدن آنها شود ( اثر جانبی ای که دررشته های کربنی وجود داشت ) موجب افزایش استحکام و رسانش این مواد میگردد . Hyperion Catalysis درابتدا ازاین نانولوله ها درقطعات پلاستیکی خودروهای شرکت جنرالموتورز استفاده نمود . این کار به منظوررسانا کردن این قطعات و جلوگیری از تجمع بار ساکن انجام شد تا به این ترتیب امکان رنگ آمیزی الکترواستاتیکی آنها فراهم شود .

توزیع یکنواخت نانولوله ها در زمینه کامپوزیت و بهبود چسبندگی نانولوله با زمینه در فرآوری این نانو کامپوزیت ها از موضوعات بسیار مهم است . نکته دیگر آنکه خواص غیر همسانگردی نانولوله ها باعث میشود که در کسر حجمی کمی ازنانولوله ها رفتار جالبی در این نانوکامپوزیت ها پیدا شود .

نمایشگرهای نشر میدانی :

با پرتاب الکترونها از یک چشمه نشر میدانی ( به جای لوله های اشعه کاتدی استاندارد موجود ) و برخورد آنها به یک صفحه فسفرسنت ، صفحه نمایشگرهایی پر نور، نازك و با قابلیت نمایشی صفحه تخت ( که به مراتب کارآمدتر از نمایشگر ها ، مونیتور ها و تلویزیون های فعلی سامسونگ ، هیتاچی و سونی هستند ) فراهم می شود .

نانولوله ها به دلیل داشتن خواص تونلزنی پرتابهای ، میتوانند در ولتاژ پائین تری شروع به نشر الکترون نموده و به علاوه بدون آنکه آسیبی به آنها برسد ، مدت طولانی تری کار میکنند . در حال حاضر به نظر دانشمندان نانولوله های دو جداره (DWNT) مناسب ترین مواد برای استفاده در نمایشگرها میباشند .

مدارهای الکترونیکی :

اندازه و خواص الکترونیکی قابل تنظیم نانولوله ها ، آنها را به گزینه های بسیارمناسبی برای ایجاد مدارهایی در اندازه نانو تبدیل میکند . این مدارها از سرعت بیشتر و مصرف کمتری نسبت به دستگاه های موجود برخوردار میباشند . شرکت Nantero ( از دستۀ شرکتهای نوپا ) ماساچوست ، در حال تولید نوعیRAM نانولولهای با حافظه پایدار است .

در این رم ها ، آرایه ای از اتصالات نانولوله ای بکاربرده شده است . همچنین شرکت آی. بی. ام استفاده از این نانولوله ها ( که فعلاً کاربرد عملی ندارند ) را در زمینۀ آرایه بندی مدارهای پیشرفته تر دردست بررسی دارد .

ترانزیستورها :

نانولوله های کربنی در آستانه کاربرد در ترانزیستورهای سریع هستند ، اما آن ها هنوزهم دراتصالات داخلی استفاده میشوند .

حسگرها :

نانو لوله های کربنی دارای حساسیت بالایی هستند به طوری که به مقادیر ناچیزی از هر گاز ، گرما یا تشعشع حساس اند .

حافظه های نانولوله ای :

حافظه هایی که از این نانولوله ها ساخته میشوند میتوانند مقادیر بسیار زیادی اطلاعات را در خود ذخیره نمایند .

از کاربردهای دیگر نانو لوله ها می توان به موارد زیر اشاره کرد :

• امکان ذخیره هیدروژن در پیلهای سوختی

• افزایش ظرفیت باتریها و پیله ای سوختی، افزایش راندمان پیلهای خورشیدی

• جلیقه های ضدگلوله سبک ومستحکم

• کابل های ابررسانا یا رسانای سبک

• رنگ های رسانا

• روکش های کامپوزیتی ضد رادار

• حصار حفاظتی الکترومغناطیسی در تجهیزات الکترونیکی

• پلیمرهای رسانا

• فیبرهای بسیار مقاوم

• پارچه های با قابلیت ذخیره انرژی الکتریکی جهت راه اندازی ادوات الکتریکی

• ماهیچه های مصنوعی با قدرت تولید نیروی 100 مرتبه بیشتر از ماهیچه های طبیعی

• صنایع نساجی

• افزایش کارایی سرامیک ها

مواد پلاستیکی مستحکم

• تشخیص گلوکز

• محلولی برای اتصال درونی تراشه های بسیار سریع

• مدارهای منطقی و پردازنده های فوق سریع

• کمک به درمان آسیب دیدگی مغز

• دارورسانی به سلولهای آسیب دیده

• از بین بردن تومورهای سرطانی

• ژن درمانی

• تصویربرداری 

• محافظ EMT

• حسگرهای شیمیایی

• پیل های خورشیدی و نهایتاً LSI

کاربرد الکترونیکی بر پایه نانو تیوب تک دیواره ای است در حالی که در مورد سایر کاربردها تفاوتی میان نوع چند دیواره ای و تک دیواره ای وجود ندارد . کاربرد نانو تیوب به عنوان وسایل الکترونیکی کوچک مورد توجه بیشتری قرار گرفته است . به عنوان مثال نوع تک دیواره ای که بین دو الکترود فلزی قرار داده شده ، مشابه وسایل نیمه رسانای مرسوم است و عملکرد آن در حد وسایل موجود برآورد شده است (عملکرد از لحاظ سوییچینگ ) .

نانو تیوب ها می توانند به دلیل استحکام و انعطاف پذیری در ساختمان مواد به کار روند و موادی با خواص بهتر را ایجاد کنند . ساخت کامپوزیت های کربن نانو تیوب از مواد و مصالح ساختمانی موجود ، استفاده از رشته ها وریسمان های آنها به عنوان اجزاء ساخت و سیستم های انتقال حرارت ، و به علت دوام و استحکام فوق العاده ، سختی وaspect ratio بسیار بالا تقویت کننده های بسیار عالی هستند .

پلیمر، سیمان و شیشه همگی کاندیدهای بالقوه ای برای مواد ماتریکس کربن نانو تیوب هستند . شیشه تقویت شده با کربن نانو تیوب یا نانوفایبرهای دیگر به علت امکان توانائی نانو فایبرها یا نانو تیوب ها در جهت تقویت استحکام بدون مزاحمت در انتقال نور مورد توجه اند . البته تحقیقات محدودی روی رفتار اپتیکی ( نوری ) نانوفایبرها از این منظور انجام شده ، موفقیت این دیدگاه در آینده مشخص خواهد شد .

تولید کربن نانو تیوب های بلندتر که بتوانند به فرم ریسمان درآیند ، امکانات بدیهی و واضحی برای کاربردهای مثل پل های معلق (suspension bridges) ایجاد خواهد کرد . استحکام و الاستیسیتی کربن نانو تیوب امکان طراحی پل های بلندتر از چیزی که تکنولوژی موجود ممکن می سازد ، را بوجود خواهد آورد . کربن نانو تیوب ها همچنین به عنوان موادی برای ساخت ساختارهای خیلی بزرگ -space based مثل بالابرهای فضائی مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند .

هدایت حرارتی کربن نانو تیوب های کاربردهای دیگری نیز ارائه می دهد . از آنجائیکه دانسیته مناسب از کربن نانو تیوب ها می توانند قادر به هدایت سریع حرارت از سطح تماس به حفره های حرارتی (Heat Sinks) باشند ، امکان تحقق کامپوزیت مواد اصلاح شده از نظر مقاومت حرارتی مطرح می گردد . همچنین بعدها ممکن است توسعه مواد عایق کننده و لوله های حرارتی ، بهره مندی از اختلاف هدایت حرارتی در طول و عرض لوله ها را تحقق بخشد .

یکی از کاربردها می تواند گرم کردن ساختمان ها باشد که جایگزین سیستم های بر مبنای مایع موجود ، برای گرما دهی طبقات خواهند شد . دارو رسانی به وسیله نانو تیوب های کربنی از حوزه های دیگر کاربرد آنهاست . پژوهشگران به تازگی دریافته اند که شکل خاصی از مولکولهای کربن می توانند به خوبی وارد هسته سلولها شوند و از آنها درسیستم دارسازی وواکسیناسیون استفاده کرد .

امروزه از نانو تیوب های کربن تنها جهت حمل پپتیدهای کوچک به هسته های سلولهای فیبروپلاستی استفاده می شود ولی پژوهشگران امیدوارند که بتوانند ازآنها در درمان سرطان ، ژن درمانی وواکسیناسیون نیز استفاده نمایند .

 

---

کشورهای عمده تولید کننده و مصرف کننده محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید نانو تیوب

---

 

در خصوص تولید این محصول نمی توان از کشوری به عنوان تولید کننده و یا مصرف کننده نام برد . زیرا توزیع جغرافیایی شرکتها تولید کننده نانو کربن تیوب در اکثر کشورهای توسعه یافته و حتی بعضی از کشورهای در حال توسعه است . بعضی از کشورهای تولید کننده کربن نانو تیوب شامل آمریکای شمالی ، کشورهای اروپایی ، تایوان ، بلژیک ، مالزی ، چین ، کره جنوبی ، ژاپن ، هند و . . . می باشند .

این کشورها توان و فناوری تولید کربن نانو تیوب را در اختیار دارند . اطلاعات بعضی از شرکتهای کلیدی تولید کننده کربن نانو تیوب در ادامه ذکر شده است . تا سال 2000 تنها تعداد اندکی ثبت اختراع در زمینه کربن نانو تیوب وجود داشت ، اما سپس تعداد پتنت ها به طور چشمگیری افزایش یافت و تاکنون بیش از صدها اختراع به ثبت رسیده و صدها طرح دیگرهم منتظر دریافت گواهی ثبت اختراع میباشند . به گونه ای که حتی جمع آوری داده های پتنت ها نیز به آسانی ممکن نبود .

 

---

شرایط واردات و صادرات محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید نانو تیوب

---

 

• شرایط واردات نانو تیوب

این محصول جدید بوده و توسط گمرك کشورشناخته نشده لذا شرایطی برای واردات ندارد . فعلا شرایط خاصی برای واردات کربن نانو تیوب وجود ندارد و تعرفه آن نیز مانند سایر مواد معمولا 4% درنظر گرفته میشود . اطلاعات شفافی در گمرك در مورد کربن نانو تیوب وجود ندارد . با توجه به واردات محدود این ماده تاکنون در فرآیند های واردات این کالا مانند ثبت سفارش ، ترخیص کالا وغیره تغییرخاصی ایجاد نشده است

• شرایط صادرات نانو تیوب

چون تولید داخل نبوده است لذا شرایط صادرات بی معناست . البته حتی اگر توان تولید داخل هم وجود داشت ، صادرات این محصول خاص ، آن هم در بازار کشورهای مزیت دار مانند همسایه ها تقریبا بی معناست . زیرا کشورهای مزیت دار برای ایران حداکثر کالای نهایی ایرانی را خریداری کنند و اصلا آنها پیشرفت فناوری ندارند که نیازی به کربن نانو تیوب داشته باشند . حتی اگر نیاز مختصردانشگاهی هم پیدا کنند ، شرکتهای ریز و درشت غربی و آسیای شرقی آن را قبضه کرده اند و نمی گذارند بازاری در اختیار شرکت ایرانی قرار گیرد !

اهمیت استراتژیک نانو تیوب :

این ماده با توجه به اینکه هنوز در عرصه کاربرد وارد نشده است و بیشتر درزمینه تحقیق و توسعه توانمندی خود را نشان داده است ، بیشتر کالایی تحقیقاتی بوده و بازار مصرف اصلی آنها در دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی می باشد . از این رو می توان گفت که این ماده جزء محصولات استراتژیک به حساب نمی آید .

 

---

فرایند تولید نانو تیوب

---

 

در میان انواع روشهای تولید نانو تیوب کربنی تک جداره ، سه روش ازاهمیت وارزش بالاتری برخوردارند . این روشها عبارتند از :

• قوس الکتریک(Arc Discharge)

• رسوب گذاری بخار شیمیایی با حرار (CVD Chemical Vapor Deposition or )

• تبخیر یا سایش لیزر(Laser Vaporization/ablation)

• رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PECVD)

• روش مونوکسید کربن فشار بالا (HiPCO)

• الکترولیز

در ادامه چند روش به اختصار توضیح داده شده اند .

• روش قوس الکتریکی

روش قوس الکتریکی همان روشی است که توسط سومیو ایجمیا برای اولین بار به کار برده شد، با این وجود مقدار محصول به وجود آمده در این روش در مقایسه با رسوب گذاری بخار شیمیایی بسیارپایین است . به همین دلیل پیش بینی می شود که در آینده برای تولید انبوه نانو لوله ها در مقیاس صنعتی روش رسوب گذاری بخار شیمیایی به کار رود . در روش قوس الکتریکی از دو الکترد گرافیت استفاده میشود وآنها را درفاصله کمی از یکدیگر قرار می دهند .

به خاطر اینکه خلوص بدست آمده در روش ایجیمیا بسیار پاییین بود ، Journet و همکار انش در سال 1997 به دستکاری متد بکار رفته توسط ایجما پرداختند و با بهینه کردن پارامتر های تولید توانستند نانو لوله های تک دیواره با خلوص وراندمان بالا بدست آورند . آنها از آند گرافیتی با قطر 16 و طول 40 میلی متر وهمچنین الکترود دیگری با قطر 16 وطول 100 میلی متر به عنوان کاتد استفاده کردند ونیز برای بدست آوردن نانو لوله تک جداره میان آند کاتالیست Ni,Y پرگردید .

عمود بودن یا در امتداد هم قرار داشتن کاتد و آند تاثیر چندانی درسنتز ندارد . برای اجرای قوس الکتریکی باید محیط اطراف دستگاه را ابتدا خلا کرده وسپس در فشاری پایین ( معمولا بین 260 تا 360Torr ) از هلیوم و یا آرگون که گازهای بی اثر هستند ، پر شود . یکی ازعوامل مهم در سنتز نانو لوله ها به روش قوس الکتریکی پایداری قوس الکتریکی اعمال شده و نیز مقدار شدت جریان و ولتاژ است که می تواند در مقدار محصول به دست آمده موثر باشد .

در صورتی که محصول مورد نظر نانو تیوب های چند دیواره باشد ، دیگر اجباری در استفاده از کاتالیزگرها نیست . با اینکه محصول به دست آمده توسط روس قوس الکتریکی به خاطر محدود بودن وسایل آزمایش بسیار کم است ، این روش توسط بسیاری از پژوهشگران اجرا می شود زیرا مقدار محصول برای یک کار تحقیقی روی نانو لوله اهمیت خاصی ندارد بلکه آنچه مهم است خلوص محصول وکامل بودن ساختار آن است که روش قوس الکتریکی تا حد زیادی این مشکل را بر طرف می کند .

مشکل دیگردر روش قوس الکتریکی تکنیک خلا است که در بسیاری از آزمایشگاه های سطح پایین امکان آن وجود ندارد . همچنین استفاده از هلیم و آرگون که هر دو گازهای گرانی هستند ، نیز پر هزینه است . در بعضی روشها از گاز هیدروژن استفاده شده است که در اینصورت امکان انفجار و خطرات جانبی هیدروژن است که باید به دقت مورد ملاحظه قرار گیرد .

پایداری قوس الکتریکی عامل مهمی در سنتز به شمار می آید با این وجود استفاده از یک منبع تغذیه با جریان مستقیم می تواند تاثیر خوبی در سنتز داشته باشد . آزمایشات نشان داده هر چند اندازه ی شدت جریان نسبت به اختلاف پتانسیل بیشتر باشد ، شرایط بهتر است ولی رسیدن به چنین جریان هائی بسیارمشکل است . روش های جدیدی برای بهینه سازی روش قوس الکتریکی انجام شده است .

برای مثال می توان به روش Magnetic Field یا روشUnder de-ionized Water اشاره کرد .

• روش Magnetic Field

یکی از موضوعات مهم برای پژوهشگرانی که می خواهند از نانو لوله ها استفاده کنند ، خلوص محصول است . همچنین مقدار بیشتر نانو لوله در سطح نیز پارامتر مهمی برای آنهاست تا بتوانند آزمایش های کیفی خود را با دقت بالاتری انجام دهند . در روش قوس الکتریکی هنگام ایجاد قوس در اطراف کاتد و آند به دلیل اختلاف پتانسیل و جریان ، دما تا حد قابل توجهی بالا می رود ، این مقدار به اندازه ای است که گرافیت ( در حالت کلی کربن ) روی آند بخار شده و سپس روی کاتد می نشیند .

از آنجا که در اطراف کاتد و آند گاز قرار دارد در نتیجه این افزایش دما بر گازنیز اثر گذاشته ودمای آنرا افزایش می دهد . در نتیجه در اطراف محیطی به شکل حالت چهارم ماده یعنی پلاسما به وجود می آید . دلیل اینکه پلاسما حالت جدیدی از ماده نامیده می شود ، این است که ازترکیب ین های مثبت و منفی اتم های خنثی بوجود آمده است . با افزایش دما تعداد اتم های خنثی کاهش یافته و میزان بارهای آزاد افزایش می یابد .

نکته مهم در پلاسما اثرات میدان مغناطیسی بر آنها است . به وسیله میدان مغناطیسی می توان پلاسما را در یک منطقه محصور کرد . این جلوگیری ازبرخورد پلاسما با دیواره طرف که در راکتور گداخت گرمائی از آن استفاده میشود می تواند در سنتزنانو لوله ها بسیار موثر واقع شود .

اگر اطراف الکترود های گرافیتی با یک میدان مغناطیسی حاصل ازچها رآهن ربا احاطه شود ، وجود میدان سبب می شود پلاسما ی به وجود آمده به دیوارها برخورد نکند وفقط در محدوده ی گرافیتها دما افزایش یابد که این امر باعث کمک به تبخیر بهتر وسریعترآند می شود و در کل سنتز بهتری انجام می شود .

• روش Under de-ionized Water

برخی از محققان در جهت تلاش برای حذف تکنیک خلا وهم چنین گازهای گران قیمت هلیوم وآرگون به روش های جدیدی دست یافته اند ، از این موارد می توان به قرار دادن الکترودها در نیتروژن مایع اشاره کرد ، که خود پر خطر است . آب چون یکی از موادی است که به فور در طبیعت یافت میشود ، می تواند به راحتی مورد استفاده قرار گیرد . البته آبی که در ساخت نانو لوله ها استفاده میشود ، از نوع de-ionized یا یون زدوده است که از عبور جریان به مقدار زیادی جلوگیری می کند .

این آب که معمولا در صنعت میکرو الکترونیک کاربرد زیادی دارد را می توان به راحتی با استفاده از دستگاه های ( رزین ) در آزمایشگاه های شیمی بدست آورد . سنتزدر آب می تواند هزینه ی آزمایش را تا حد قابل توجهی کاهش دهد ، ولی مقدار ودرجه خلوص نانو تیوب های بوجود آمده در این آزمایش پایین است خصوصا اینکه مقداری از نانو لوله ها ممکن است در آب به صورت مخلوط وارد شود . البته می توان با یک روکش گرافیتی از آن جلوگیری کرد .

شکل الکترود ها و حالت قرار گرفتن آنها در سنتز قوس الکتریکی بسیار انعطاف پذیر است . تا کنون با آزمایشهایی که به وسیله این روش صورت گرفته حتی در زمانهایی که از کاتالیزگرها استفاده شده است ، محصول از نوع چند جداره بوده است . این خاصیت آب در تشکیل نانو لوله های چند جداره است .

• روش رسوب دهی شیمیایی بخار

در این روش یک زیرلایه که کاتالیزور مناسب روی سطح آن قرار داده شده را داخل یک کوره گذاشته و گاز حاوی کربن ( از قبیل متان ) را به آرامی به آن اضافه میکنند . با تجزیه گاز، اتمهای کربن آزاد شده در مجاورت کاتالیست به شکل نانولوله در می آیند . بازدهی این روش میتواند بین ده تا صد درصد باشد . این روش یکی از آسانترین روشهای تولید صنعتی و انبوه نانولوله ها است و طیآن میتوان بلندترین نانولوله ها را به دست آورد ؛ اما عیبی که این روش دارد آن است که نانولوله های حاصل از آن عمدتاً از نوع چند دیواره بوده و نواقص زیادی هم دارند . البته امروزه این روش نیزپیشرفت های زیادی و از ابعاد مختلف بهینه شده است .

• روش مونوکسید کربن فشار بالا (HiPCO)

در این روش گازCO را در فشار بالا و با یک کاتالیزور فلزی پیشساز مخلوط میکنند . در مرحله بعد این پیش ساز کاتالیزوری تجزیه شده و یک کاتالیزور فعال را تشکیل میدهد که نانولوله ها براساس آن رشد کرده و شکل میگیرند . در این روش کربن نانو تیوب تک جداره با قطر متوسط 1/1 نانومتر تولید شده و بازدهی آن هم در حدود 70 درصد است .

• روش سایش لیزری

در این روش با تاباندن پالسهای لیزری به میله های گرافیتی و تخریب تدریجی آن ، یک گاز کربنی داغ تشکیل میشود که پس از سرد شدن به صورت نانولوله های کربنی در می آید . بازدهی این روش تا هفتاد درصد میرسد . در این روش عمدتاً نانولوله هایی از نوع چند دیواره تولید شده و امکان کنترل قطر آنها نیز وجود دارد ، اما مشکل این روش هزینه نسبتاً بالای آن است . در ایران شرکت فناوری کربن تارآرا مشهد از روش CCVD و پژوهشگاه از روش چند مرحله ای با مصرف بالای مواد نانو کربن تیوب را سنتز می کند .

 

:: دانلود طرح توجیهی تیپ احداث کارخانه تولید نانو تیوب

تذکر مهم : لازم به ذکر میباشد در صورت موجود نبودن آپدیت 1400 ، نسخه های قدیمیتر این طرح ، در همان لینک قرار داده میشود . ولی به محض تهیه کردن آپدیت 1400 و یا جدیدتر این طرح ، ورژن جدیدتر نیز در همان صفحه قرار داده خواهد شد . درصورتی که ورژن طرح مربوط به سال 97 یا 98 و یا جدیدتر از آن باشد ، سال نگارش طرح روی متن لینک دانلود قید میگردد . در صورتی که روی لینک دانلود طرح ، سال تدوین طرح توجیهی قید نشده بود ... مشخصا آن طرح مربوط به سال های قبل از سال 97 میباشد .

در صورتی که برای اخذ مجوز یا ارائه به بانک ، نیاز به تدوین طرح توجیهی تولید نانو تیوب ، اختصاصی و بانکیبل ، با پشتیبانی تا زمان اخذ وام دارید از طریق شماره های موجود در همان صفحه با ما تماس بگیرید تا از مشاوره کارشناسان ما ، در مورد شرایط تدوین طرح توجیهی بهره مند شوید . همینطور در صورت انعقاد قرارداد طرح توجیهی با ما ، میتوانید از کارشناس مربوطه خود ، مشاوره های لازم در مورد روشهای اخذ وام و اخذ مجوز را نیز دریافت نمایید .

کانال یوتیوب ما  را سابسکرایب کنید . در این کانال ما سعی داریم تا در حد امکان ، کاملترین فیلم های آموزشی کشاورزی و دامپروری و فرایند های کسب و کار  ، و خبرهای مهم مربوطه را برای شما کاربر گرامی جمع آوری کنیم. با سابسکرایب کانال ما در یوتیوب و همینطور در آپارات ، جدیدترین فیلمهای آموزشی کسب و کار ، در معرض تماشای شما قرار خواهد گرفت.