เรื่องของเกรดคาร์บอนและการตัดสินซื้อ
-
tangkwa
- ขาประจำ
- โพสต์: 708
- ลงทะเบียนเมื่อ: 11 ส.ค. 2008, 20:26
- Tel: 0814503344
- team: แยกย้ายไปกันหมด
เรื่องของเกรดคาร์บอนและการตัดสินซื้อ
ต้องยอมรับว่าความนิยมวันนี้ของคนส่วนใหญ่ในวงการจักรยาน หันเหไปสู่ตัวถังคาร์บอนไฟเบอร์และมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ผมเรียนตามตรงว่าในมุมมองของผมมีความรู้น้อยมากในเรื่องนี้ โดยเฉพาะเรื่องที่...ถ้าผมจะซื้อตัวถังคาร์บอนสักตัวผมก้อคงได้แต่อ่านข้อมูลฝ่ายเดียวจากผู้ขายหรือผู้ผลิตว่ารุ่นนี้เป็นคาร์บอน......อะไรๆก้อว่าไป และเหตุผลที่ง่ายที่สุดในการซื้อถ้ากำลังทรัพย์พอคือซื้อแพงเข้าไว้เพื่อเป็นการประกันคุณภาพเพราะของดีไม่มีถูกอยู่แล้ว แต่นอกเหนือจากนี้ผม(ไม่ทราบว่าท่านอื่นเป็นหรือเปล่า)ไม่รู้เรื่องการแยกแยะไอ้ตัวคาร์บอนไฟเบอร์เลย อลูยังมีเกรด โครโมก้อเห็นชัด ไทเทฯก้อพอแยกแยะได้ แต่คาร์บอนนี้ผมมืดเหมือนสีของมันเลย ไปๆมาๆเหมือนต้องไปลงเอยการซื้อด้วยเหตุผลในการตัดสินบนพื้นฐานของการเชื่อมันในยี่ห้อ...ซึ่งผมเชื่อว่าเป็นส่วนใหญ่และกำลังทรัพย์ เหตุผลอื่นคงรองลงมา
จะดีกว่ามั้ย...ถ้ามีการที่น้าๆพี่ๆหรือผู้รู้เรื่องนี้มาบอกเล่าเป็นความรู้เรื่องนี้โดยเฉพาะเรื่องการเลือกหรือข้อมูลในการตัดสินใจเกี่ยวกับเฟรมคาร์บอน
หากกระทู้นี้ซ้ำเรื่องเนื้อหาต้องขออภัยด้วยครับ
จะดีกว่ามั้ย...ถ้ามีการที่น้าๆพี่ๆหรือผู้รู้เรื่องนี้มาบอกเล่าเป็นความรู้เรื่องนี้โดยเฉพาะเรื่องการเลือกหรือข้อมูลในการตัดสินใจเกี่ยวกับเฟรมคาร์บอน
หากกระทู้นี้ซ้ำเรื่องเนื้อหาต้องขออภัยด้วยครับ
- เสือโค้ง
- ขาประจำ
- โพสต์: 1221
- ลงทะเบียนเมื่อ: 11 ส.ค. 2008, 11:17
- team: เต็งหนาม
- Bike: trek
Re: เรื่องของเกรดคาร์บอนและการตัดสินซื้อ
ขอความรู้ด้วยคนครับ
-
i3anksToi2y
- ขาประจำ
- โพสต์: 778
- ลงทะเบียนเมื่อ: 22 ก.พ. 2011, 17:38
- Tel: 0806261869
- Bike: MTB
- ตำแหน่ง: จรัญสนิทวงศ์ 10700-หาดใหญ่90110
- ติดต่อ:
Re: เรื่องของเกรดคาร์บอนและการตัดสินซื้อ
มีไฮด์เกรดแน่นอนครับแต่ผมก็มืดมนเหมือนพี่ จขกท.

รถไม่ไหล คนก็ม้ายไหร
-
tangkwa
- ขาประจำ
- โพสต์: 708
- ลงทะเบียนเมื่อ: 11 ส.ค. 2008, 20:26
- Tel: 0814503344
- team: แยกย้ายไปกันหมด
Re: เรื่องของเกรดคาร์บอนและการตัดสินซื้อ
อะนะ...จริงๆด้วยว่ามีคนคิดเหมือนผม ผมก้อเชื่อเช่นนั้นว่ามีเกรดแน่นอนi3anksToi2y เขียน:มีไฮด์เกรดแน่นอนครับแต่ผมก็มืดมนเหมือนพี่ จขกท.![]()
แต่พอเป็นรถสำเร็จรูปเราก้อไม่เคยได้ยินเรื่องแหล่งที่มาของวัตถุดิบเพราะถูกบดบังด้วยความเชื่อถือเรื่องยี่ห้อ ไม่ใช่ว่าไม่ไว้ใจแต่ผมมองว่าเป็นเรื่องที่ผู้ผลิตไม่บอก
-
i3anksToi2y
- ขาประจำ
- โพสต์: 778
- ลงทะเบียนเมื่อ: 22 ก.พ. 2011, 17:38
- Tel: 0806261869
- Bike: MTB
- ตำแหน่ง: จรัญสนิทวงศ์ 10700-หาดใหญ่90110
- ติดต่อ:
Re: เรื่องของเกรดคาร์บอนและการตัดสินซื้อ
ไม่หรอกคับคือเรียนวิศวฯ มันบังคับเรียน แมททรีเรียล ถ้าเราไม่รู้เบอร์หรือโค้ด ส่วนผสมคาร์บอน(เหล็กคาร์บอน เหล็กคาร์บอนสูง) ไหนจะผ่านชุบแข็งอีก ก็คงต้องตัดส่วนมาส่องกล่องจุลทัศน์ดูtangkwa เขียน:อะนะ...จริงๆด้วยว่ามีคนคิดเหมือนผม ผมก้อเชื่อเช่นนั้นว่ามีเกรดแน่นอนi3anksToi2y เขียน:มีไฮด์เกรดแน่นอนครับแต่ผมก็มืดมนเหมือนพี่ จขกท.![]()
แต่พอเป็นรถสำเร็จรูปเราก้อไม่เคยได้ยินเรื่องแหล่งที่มาของวัตถุดิบเพราะถูกบดบังด้วยความเชื่อถือเรื่องยี่ห้อ ไม่ใช่ว่าไม่ไว้ใจแต่ผมมองว่าเป็นเรื่องที่ผู้ผลิตไม่บอกถามว่าจำเป็นมั้ย? ก้อตอบยากเพราะคิดได้หลากหลายมิติมาก และสิ่งต่างๆเหล่านี้ที่วกวนไปมา ทำให้ผมรู้สึกว่าคาร์บอนมันแพงเกินไปสำหรับมูลค่าของตัวถังในปัจจุบัน (ความเห็นส่วนตัวล้วนๆ) เชิญเสวนากันอย่างเพิ่มมุมมองและเป็นวิทยาทานครับ
บ้างตัวที่เรียกเหล็กคาร์บอนสูงนั้น กรอบจนใช้แปปเหล็กฟาดจนหักได้ เห็นจารย์บอก
มันก็น่าลำบากใจนะไม่มีวิธีเลือกซื้อแบบอลูฯ แต่ผมเชื่อเหลือเกินว่าหากได้ลองปั่นคาร์บอนหลายๆคนคงติดใจ(อย่าไปลองวันลมแรงละ) ไม่ใช่พูดหัก แตก เสียว
สรุปว่าถูกบดบังด้วยยี่ห้อ ชื่อเสียงอย่างที่กล่าวจริงๆ ราคาก็แสนจะห่างกันเหลือเกิน ตกลงดีกว่ายังไง??
ว่าแต่ว่าผมใช้อยู่ได้เฟรมใหม่ขายมันสักหมื่นนึงพอ ก็ของมือสองนี่ คิดไรมากเราใช้คุ้มแล้ว อีกอย่างเสี่ยงผู้ซื้อไป เพราะเหล็กคาร์บอนมีอายุอะนา
ปล.ยังไม่ขายนะคับบ่นให้ฟังเฉยๆ
รถไม่ไหล คนก็ม้ายไหร
- Rush
- ขาประจำ
- โพสต์: 4874
- ลงทะเบียนเมื่อ: 07 ต.ค. 2008, 20:50
- team: จักรยานกู้ภัยอิสระ
- Bike: Fuji Newest 4.0, รถพับ 16' Ireton single speed , เสือภูเขาอลูสีลอกเกือบหมดแล้ว 8 เกียร์ , เสือหมอบเหล็กเกียร์เดี่ยว , Cronus รุ่น Soldier, Trinx จักรยานปั่นสองคน
- merf
- ขาประจำ
- โพสต์: 3333
- ลงทะเบียนเมื่อ: 04 ส.ค. 2008, 09:05
- Tel: 0859121272
- team: ไม่มี
- Bike: Spider_Merf , MixZee_Merf
- ติดต่อ:
Re: เรื่องของเกรดคาร์บอนและการตัดสินซื้อ
เคยอ่านเจอมาว่า
คาร์บอนมีหลายชนิด ซึ่งมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันไป
โดยทั่วไปแบ่งประเภทของคาร์บอนตามลวดลายที่เกิดจากการนำเส้นใยมาถักทอ
ซึ่งที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมผลิตเฟรมจักรยาน คือ ลาย 1K, 3K และ 12K
จำนวน K บอกให้ทราบถึงจำนวนเส้นใยที่นำมาถักในแต่ละแถว
ดังนั้น ลาย 1K จะมีขนาดของตารางที่เล็กที่สุด ( ประมาณ 1 ม.ม.)
ลาย 3K จะมีลายตารางที่ใหญ่ขึ้นมา ( ประมาณ 3 ม.ม.)
และลาย 12K จะมีขนาดตารางใหญ่ที่สุด ( ประมาณ 12 ม.ม. ) ตามรูปข้างล่างนี้

คุณสมบัติของคาร์บอนทั้งสามชนิดมีดังนี้
- 1K เป็นชนิดที่หายากที่สุด และมีราคาแพงที่สุด มีคุณสมบัติคือมีน้ำหนักเบาที่สุด และมีความยืดหยุ่นมากที่สุด
ในท้องตลาดจะพบคาร์บอนชนิดนี้ในรถที่เป็นรุ่นท็อป และมีราคาแพงมาก เช่น Pinarello รุ่น Dogma
- 3K เป็นคาร์บอนที่นิยมนำมาทำเฟรมจักรยานคุณภาพสูง เนื่องจากมีน้ำหนักเบา และมีความยืดหยุ่น
และมีความแข็งในอัตราส่วนที่เหมาะสม เฟรมที่ทำจากคาร์บอน 3K จะมีความ Stiff และ มีความนุ่มนวล ในราคาที่ไม่สูงมากเกินไป
ตัวอย่างของเฟรมที่ใช้ คาร์บอน 3K คือ Pinarello รุ่น Prince สำหรับ Canton Carbon SL เลือกใช้คาร์บอน 3K ในการผลิต
- 12K เป็นคาร์บอนที่ราคาถูกที่สุด มีน้ำหนักมากที่สุด แต่ก็มีความแข็งมากที่สุด
จนบางครั้งเฟรมที่ทำจากคาร์บอนชนิดนี้จะให้ความรู้สึกกระด้าง นิยมนำมาทำเฟรมจักรยานราคาถูกทั่วไป
ที่มาของข้อมูล
http://www.cantonbike.com/index.php?mo=3&art=423584
คาร์บอนมีหลายชนิด ซึ่งมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันไป
โดยทั่วไปแบ่งประเภทของคาร์บอนตามลวดลายที่เกิดจากการนำเส้นใยมาถักทอ
ซึ่งที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมผลิตเฟรมจักรยาน คือ ลาย 1K, 3K และ 12K
จำนวน K บอกให้ทราบถึงจำนวนเส้นใยที่นำมาถักในแต่ละแถว
ดังนั้น ลาย 1K จะมีขนาดของตารางที่เล็กที่สุด ( ประมาณ 1 ม.ม.)
ลาย 3K จะมีลายตารางที่ใหญ่ขึ้นมา ( ประมาณ 3 ม.ม.)
และลาย 12K จะมีขนาดตารางใหญ่ที่สุด ( ประมาณ 12 ม.ม. ) ตามรูปข้างล่างนี้

คุณสมบัติของคาร์บอนทั้งสามชนิดมีดังนี้
- 1K เป็นชนิดที่หายากที่สุด และมีราคาแพงที่สุด มีคุณสมบัติคือมีน้ำหนักเบาที่สุด และมีความยืดหยุ่นมากที่สุด
ในท้องตลาดจะพบคาร์บอนชนิดนี้ในรถที่เป็นรุ่นท็อป และมีราคาแพงมาก เช่น Pinarello รุ่น Dogma
- 3K เป็นคาร์บอนที่นิยมนำมาทำเฟรมจักรยานคุณภาพสูง เนื่องจากมีน้ำหนักเบา และมีความยืดหยุ่น
และมีความแข็งในอัตราส่วนที่เหมาะสม เฟรมที่ทำจากคาร์บอน 3K จะมีความ Stiff และ มีความนุ่มนวล ในราคาที่ไม่สูงมากเกินไป
ตัวอย่างของเฟรมที่ใช้ คาร์บอน 3K คือ Pinarello รุ่น Prince สำหรับ Canton Carbon SL เลือกใช้คาร์บอน 3K ในการผลิต
- 12K เป็นคาร์บอนที่ราคาถูกที่สุด มีน้ำหนักมากที่สุด แต่ก็มีความแข็งมากที่สุด
จนบางครั้งเฟรมที่ทำจากคาร์บอนชนิดนี้จะให้ความรู้สึกกระด้าง นิยมนำมาทำเฟรมจักรยานราคาถูกทั่วไป
ที่มาของข้อมูล
http://www.cantonbike.com/index.php?mo=3&art=423584
-
i3anksToi2y
- ขาประจำ
- โพสต์: 778
- ลงทะเบียนเมื่อ: 22 ก.พ. 2011, 17:38
- Tel: 0806261869
- Bike: MTB
- ตำแหน่ง: จรัญสนิทวงศ์ 10700-หาดใหญ่90110
- ติดต่อ:
- ronghui
- ขาประจำ
- โพสต์: 871
- ลงทะเบียนเมื่อ: 15 ก.ค. 2010, 15:27
- Tel: 024245xxx
- team: uncompany
Re: เรื่องของเกรดคาร์บอนและการตัดสินซื้อ
ในปัจจุบันยังมี นาโนคาร์บอม เอ้ย...คาร์บอนที่มีความซับซ้อนในการผลิตซึ่งก็เป็นอีกปัจจัยในการแบ่งระดับคุณภาพเพื่อความเหมาะสมกับประเภทงานนั้นๆ
ลองดูนะครับบทความจากป้าวิ (WiKi)
ท่อนาโนคาร์บอน (อังกฤษ: Carbon nanotubes) คือ วัสดุที่มีรูปทรงเป็นท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางในระดับนาโนเมตร ผนังท่ออาจมีเพียงแค่ชั้นเดียว (Single-walled) หรือหลายชั้น (Multi-walled) ซึ่งประกอบขึ้นจากอะตอมของธาตุคาร์บอนเพียงธาตุเดียว ค้นพบครั้งแรกเมื่อปี 1991 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นชื่อ Sumio Iijima ปัจจุบันพบว่ามีสมบัติที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ประโยชน์หลายด้าน เช่น ทำเส้นใยเสริมความแข็งแกร่งในวัสดุคอมพอสิท ทำอิเล็กโทรดเพิ่มกำลังไฟและอายุการใช้งานในแบตเตอรี และตัวเก็บประจุ เป็นต้น ท่อนาโนคาร์บอนมีโครงสร้างและสมบัติหลากหลายซึ่งขึ้นกับวิธีที่ใช้ในการสังเคราะห์
การสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอนนั้น มีหลายวิธี ซึ่งแต่ละวิธีก็มีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป ทั้งในด้านของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ความยาว ปริมาณ คุณภาพ และความบริสุทธิ์ของท่อนาโนคาร์บอนที่ได้ โดยทั่วไปแล้วอาจแบ่งออกเป็น 3 วิธีหลักๆ ได้แก่
ตกสะสมไอเคมี (Chemical vapor deposition คำย่อ: CVD)
โดยการผ่านไอหรือแก๊สของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนซึ่งใช้ทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดคาร์บอน เช่น มีเทน (CH4) คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) อะเซทิลีน (C2H2) และเอทานอล (C2H5OH) เป็นต้น เข้าไปในเตาเผาที่มีอุณหภูมิประมาณตั้งแต่ 600-1200 °C ซึ่งต้องมีอนุภาคนาโนของโลหะคะตะลิสต์อยู่บริเวณนั้นด้วย ทำให้โมเลกุลของแก๊สให้แตกตัว (Decomposed) ออกเป็นอะตอมของคาร์บอน โดยการควบคุมอุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหลของแก๊ส สัดส่วนอะตอมของธาตุ C:O:H ในระบบ การคุมขนาดของอนุภาคคะตะลิสต์ และระยะเวลาในการสังเคราะห์ สามารถกำหนดขนาด ความยาว ทิศทางการเติบโต และตำแหน่งที่ต้องการปลูกของท่อนาโนคาร์บอนได้ แต่อาจมีข้อเสียที่ปริมาณข้อบกพร่องหรือความไร้ระเบียบของโครงสร้างสูง ทำให้ท่อที่สังเคราะห์ได้โดยวิธีนี้มักเป็นท่อโค้งงอ
อาร์คดิสชาร์จ (Arc-discharge)
ใช้ไฟฟ้ากระแสตรงตั้งแต่ 20-200 แอมแปร์ ที่ความต่างศักย์ประมาณ 20-40 โวลต์ ตกคร่อมแท่งแกรไฟต์สองแท่งที่วางจ่อใกล้ๆ กัน โดยให้ระยะห่างระหว่างปลายแท่งประมาณ 1-3 มิลลิเมตร ภายใต้บรรยากาศแก๊สเฉื่อย เช่น ฮีเลียม หรือ อาร์กอน ที่ความดันต่ำระหว่าง 100-500 Torr จนทำให้เกิดเป็นสถานะพลาสมา และมีอุณหภูมิสูงบริเวณระหว่างขั้วอิเล็กโทรด ส่งผลให้แท่งแกรไฟต์ระเหยกลายเป็นไอแล้วมีการควบแน่นกลายเป็นท่อนาโนคาร์บอน บริเวณปลายแท่งแกรไฟต์ที่ต่อกับขั้วลบ (Cathode) การควบคุมขนาดหรือจำนวนชั้นของท่อนาโนคาร์บอน สามารถทำโดยการควบคุมความดัน อุณหภูมิ และการเติมผงโลหะคะตะลิสต์ปริมาณเล็กน้อย เช่น เหล็ก นิกเกิล หรือโคบอลต์ อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือผสมกันลงในแท่งแกรไฟต์ที่ต่อกับขั้วบวก (Anode)
ระเหยด้วยเลเซอร์ (Laser vaporization)
วิธีนี้จะใช้พัลล์แสงเลเซอร์ที่มีความเข้มแสงสูงยิงไปยังเป้าซึ่งเป็นแกรไฟต์ผสมกับผงโลหะคะตะลิสต์ ภายใต้บรรยากาศของแก๊สเฉื่อย ที่ความดันต่ำประมาณ 500 Torr และอุณหภูมิ 1200 °C เทคนิคนี้คล้ายกับวิธีอาร์คดิสชาร์จ ซึ่งจะได้ปริมาณและคุณภาพของท่อนาโนคาร์บอนดีกว่า แต่มีข้อเสียที่ จำเป็นต้องใช้แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์กำลังสูง และมีราคาแพงมาก
การนำไฟฟ้าขึ้นกับโครงสร้าง
ท่อนาโนคาร์บอนมีโครงสร้างเป็นแผ่นแกรไฟต์ม้วนเป็นท่อไร้ตะเข็บ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางได้หลายขนาด มีรูปแบบการเรียงตัวของหกเหลี่ยมเทียบกับแนวเส้นรอบวงของท่อได้ 3 แบบ ดังนั้นจึงได้มีการกำหนดเวกเตอร์ Ch (Chiral vector) ที่มีทิศตั้งฉากกับแกนท่อและมีขนาดเท่ากับเส้นรอบวงพอดี เพื่อกำหนดแทนโครงสร้างของท่อ
เวกเตอร์ a1 และ a2 มีขนาดเท่ากันคือ 0.246 นาโนเมตร ทำมุมต่อกัน 60 องศา ส่วน Ch = na1 + ma2 หรือเขียนอย่างย่อคือ (n,m) เมื่อ n และ m คือจำนวนเต็ม มีทิศตามแนวเส้นประ (ดูรูปด้านขวา) และมีขนาดเท่ากับ 0.246 x (n2 + nm + m 2 ) 1/2 นาโนเมตร
การม้วน Ch เป็นเส้นรอบวงโดยให้ตำแหน่งปลายลูกศร (n,m) ซ้อนทับกับตำแหน่งเริ่มต้น (0,0) พอดี จะได้ลักษณะท่อ 3 แบบ คือ (1) Armchair (n,n) และมี ө = 30 , (2) Chiral (n,m) โดยที่ 0 > ө < 30 และ (3) Zigzag (n,0) มี ө = 0 ถ้าหาก (n-m) หารด้วย 3 ลงตัว ได้ท่อที่นำไฟฟ้าแบบโลหะ (Metallic type) แต่ถ้าเหลือเศษ 1 หรือ 2 ได้ท่อที่นำไฟฟ้าแบบกึ่งตัวนำ (Semiconducting type)
ดังนั้นในจำนวน 1/3 ของโครงสร้างที่เป็นไปได้ทั้งหมดจะนำไฟฟ้าได้ดีแบบโลหะ และที่เหลืออีก 2/3 นำไฟฟ้าแบบกึ่งตัวนำ หากพิจารณาเฉพาะโครงสร้างแบบ Armchair หรือเฉพาะกรณีที่ n=m จะได้ท่อทุกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางนำไฟฟ้าแบบโลหะ
[แก้] ตัวอย่างการประยุกต์
ท่อนาโนคาร์บอนสามารถนำไประยุกต์ในหลายๆ ด้าน เช่น หัวจ่ายอิเล็กตรอน วัสดุผสมพลาสติกให้นำไฟฟ้า ตัวกักเก็บเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ตัวผสมกาวต่อเชื่อมชนิดนำไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ระดับโมเลกุล หัววัดแก๊ส หัววัด AFM ขั้วอิเล็กโตรดของแบตเตอรีชนิดลิเทียมในโทรศัพท์มือถือ วัสดุถ่ายเทความร้อน วัสดุเสริมความแกร่งในนาโนคอมพอสิท เส้นใยและสิ่งทอ ตัวรองรับคะตะลิสต์ และการประยุกต์ทาง Biomedical เป็นต้น
ลองดูนะครับบทความจากป้าวิ (WiKi)
ท่อนาโนคาร์บอน (อังกฤษ: Carbon nanotubes) คือ วัสดุที่มีรูปทรงเป็นท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางในระดับนาโนเมตร ผนังท่ออาจมีเพียงแค่ชั้นเดียว (Single-walled) หรือหลายชั้น (Multi-walled) ซึ่งประกอบขึ้นจากอะตอมของธาตุคาร์บอนเพียงธาตุเดียว ค้นพบครั้งแรกเมื่อปี 1991 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นชื่อ Sumio Iijima ปัจจุบันพบว่ามีสมบัติที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ประโยชน์หลายด้าน เช่น ทำเส้นใยเสริมความแข็งแกร่งในวัสดุคอมพอสิท ทำอิเล็กโทรดเพิ่มกำลังไฟและอายุการใช้งานในแบตเตอรี และตัวเก็บประจุ เป็นต้น ท่อนาโนคาร์บอนมีโครงสร้างและสมบัติหลากหลายซึ่งขึ้นกับวิธีที่ใช้ในการสังเคราะห์
การสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอนนั้น มีหลายวิธี ซึ่งแต่ละวิธีก็มีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป ทั้งในด้านของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ความยาว ปริมาณ คุณภาพ และความบริสุทธิ์ของท่อนาโนคาร์บอนที่ได้ โดยทั่วไปแล้วอาจแบ่งออกเป็น 3 วิธีหลักๆ ได้แก่
ตกสะสมไอเคมี (Chemical vapor deposition คำย่อ: CVD)
โดยการผ่านไอหรือแก๊สของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนซึ่งใช้ทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดคาร์บอน เช่น มีเทน (CH4) คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) อะเซทิลีน (C2H2) และเอทานอล (C2H5OH) เป็นต้น เข้าไปในเตาเผาที่มีอุณหภูมิประมาณตั้งแต่ 600-1200 °C ซึ่งต้องมีอนุภาคนาโนของโลหะคะตะลิสต์อยู่บริเวณนั้นด้วย ทำให้โมเลกุลของแก๊สให้แตกตัว (Decomposed) ออกเป็นอะตอมของคาร์บอน โดยการควบคุมอุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหลของแก๊ส สัดส่วนอะตอมของธาตุ C:O:H ในระบบ การคุมขนาดของอนุภาคคะตะลิสต์ และระยะเวลาในการสังเคราะห์ สามารถกำหนดขนาด ความยาว ทิศทางการเติบโต และตำแหน่งที่ต้องการปลูกของท่อนาโนคาร์บอนได้ แต่อาจมีข้อเสียที่ปริมาณข้อบกพร่องหรือความไร้ระเบียบของโครงสร้างสูง ทำให้ท่อที่สังเคราะห์ได้โดยวิธีนี้มักเป็นท่อโค้งงอ
อาร์คดิสชาร์จ (Arc-discharge)
ใช้ไฟฟ้ากระแสตรงตั้งแต่ 20-200 แอมแปร์ ที่ความต่างศักย์ประมาณ 20-40 โวลต์ ตกคร่อมแท่งแกรไฟต์สองแท่งที่วางจ่อใกล้ๆ กัน โดยให้ระยะห่างระหว่างปลายแท่งประมาณ 1-3 มิลลิเมตร ภายใต้บรรยากาศแก๊สเฉื่อย เช่น ฮีเลียม หรือ อาร์กอน ที่ความดันต่ำระหว่าง 100-500 Torr จนทำให้เกิดเป็นสถานะพลาสมา และมีอุณหภูมิสูงบริเวณระหว่างขั้วอิเล็กโทรด ส่งผลให้แท่งแกรไฟต์ระเหยกลายเป็นไอแล้วมีการควบแน่นกลายเป็นท่อนาโนคาร์บอน บริเวณปลายแท่งแกรไฟต์ที่ต่อกับขั้วลบ (Cathode) การควบคุมขนาดหรือจำนวนชั้นของท่อนาโนคาร์บอน สามารถทำโดยการควบคุมความดัน อุณหภูมิ และการเติมผงโลหะคะตะลิสต์ปริมาณเล็กน้อย เช่น เหล็ก นิกเกิล หรือโคบอลต์ อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือผสมกันลงในแท่งแกรไฟต์ที่ต่อกับขั้วบวก (Anode)
ระเหยด้วยเลเซอร์ (Laser vaporization)
วิธีนี้จะใช้พัลล์แสงเลเซอร์ที่มีความเข้มแสงสูงยิงไปยังเป้าซึ่งเป็นแกรไฟต์ผสมกับผงโลหะคะตะลิสต์ ภายใต้บรรยากาศของแก๊สเฉื่อย ที่ความดันต่ำประมาณ 500 Torr และอุณหภูมิ 1200 °C เทคนิคนี้คล้ายกับวิธีอาร์คดิสชาร์จ ซึ่งจะได้ปริมาณและคุณภาพของท่อนาโนคาร์บอนดีกว่า แต่มีข้อเสียที่ จำเป็นต้องใช้แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์กำลังสูง และมีราคาแพงมาก
การนำไฟฟ้าขึ้นกับโครงสร้าง
ท่อนาโนคาร์บอนมีโครงสร้างเป็นแผ่นแกรไฟต์ม้วนเป็นท่อไร้ตะเข็บ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางได้หลายขนาด มีรูปแบบการเรียงตัวของหกเหลี่ยมเทียบกับแนวเส้นรอบวงของท่อได้ 3 แบบ ดังนั้นจึงได้มีการกำหนดเวกเตอร์ Ch (Chiral vector) ที่มีทิศตั้งฉากกับแกนท่อและมีขนาดเท่ากับเส้นรอบวงพอดี เพื่อกำหนดแทนโครงสร้างของท่อ
เวกเตอร์ a1 และ a2 มีขนาดเท่ากันคือ 0.246 นาโนเมตร ทำมุมต่อกัน 60 องศา ส่วน Ch = na1 + ma2 หรือเขียนอย่างย่อคือ (n,m) เมื่อ n และ m คือจำนวนเต็ม มีทิศตามแนวเส้นประ (ดูรูปด้านขวา) และมีขนาดเท่ากับ 0.246 x (n2 + nm + m 2 ) 1/2 นาโนเมตร
การม้วน Ch เป็นเส้นรอบวงโดยให้ตำแหน่งปลายลูกศร (n,m) ซ้อนทับกับตำแหน่งเริ่มต้น (0,0) พอดี จะได้ลักษณะท่อ 3 แบบ คือ (1) Armchair (n,n) และมี ө = 30 , (2) Chiral (n,m) โดยที่ 0 > ө < 30 และ (3) Zigzag (n,0) มี ө = 0 ถ้าหาก (n-m) หารด้วย 3 ลงตัว ได้ท่อที่นำไฟฟ้าแบบโลหะ (Metallic type) แต่ถ้าเหลือเศษ 1 หรือ 2 ได้ท่อที่นำไฟฟ้าแบบกึ่งตัวนำ (Semiconducting type)
ดังนั้นในจำนวน 1/3 ของโครงสร้างที่เป็นไปได้ทั้งหมดจะนำไฟฟ้าได้ดีแบบโลหะ และที่เหลืออีก 2/3 นำไฟฟ้าแบบกึ่งตัวนำ หากพิจารณาเฉพาะโครงสร้างแบบ Armchair หรือเฉพาะกรณีที่ n=m จะได้ท่อทุกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางนำไฟฟ้าแบบโลหะ
[แก้] ตัวอย่างการประยุกต์
ท่อนาโนคาร์บอนสามารถนำไประยุกต์ในหลายๆ ด้าน เช่น หัวจ่ายอิเล็กตรอน วัสดุผสมพลาสติกให้นำไฟฟ้า ตัวกักเก็บเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ตัวผสมกาวต่อเชื่อมชนิดนำไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ระดับโมเลกุล หัววัดแก๊ส หัววัด AFM ขั้วอิเล็กโตรดของแบตเตอรีชนิดลิเทียมในโทรศัพท์มือถือ วัสดุถ่ายเทความร้อน วัสดุเสริมความแกร่งในนาโนคอมพอสิท เส้นใยและสิ่งทอ ตัวรองรับคะตะลิสต์ และการประยุกต์ทาง Biomedical เป็นต้น
-
popTC
- ขาประจำ
- โพสต์: 199
- ลงทะเบียนเมื่อ: 27 ม.ค. 2013, 20:03
- Bike: rit เขียวบิน
- ตำแหน่ง: Bangkok
- ติดต่อ: