نانولوله هالوسایت

نانولوله هالوسایت
هالوسایت در ابعاد نانولوله، نانولوله هالوسایت ( HNT ) نیز نامیده می شود. اولین توضیح به وسیله برتیر و همکاران ( Berthier 1826 ) به عنوان هشت ضلعی مواد معدنی از گروه کائولین ارائه شد. ساختار لوله ایی چند لایه هالوسایت از روکش لایه های رس معدنی تحت شرایط مطلوب زمین شناسی نتیجه شد که یک عدم تطابق در اکسیژن اشتراک گذاری شده صفحات چهارضلعی و هشت ضلعی در لایه می باشد. هالوسایت از نظر شیمیایی شبیه به کائولینیت است، اما هر لایه در هالوسایت توسط یک تک لایه از مولکول های آب از هم جدا شده است. بر این اساس، هالوسایت دارای یک فرمول ساختاری Al2 ( OH ) 4Si2O5•nH2O می باشد. فرم هیدراته هالوسایت ( هنگامی که n=۲ ) به نام “halloysite - ( 10Å ) ”, است که در آن یک لایه از مولکول های آب در بین چند لایه قرار دارد و "۱۰Å"، مقدار d 001 لایه ها را نشان می دهد. ساختار دهیدراته آن ( هنگامی که "halloysite - ( 7Å ) "n = ۰ ) ، نامیده می شود که از طریق افت لایه های سطحی مولکول آب تحت حرارت ملایم یا یک محیط خلأ به دست آمده است. [ ۱] [ ۲]
در سراسر جهان، ذخایر بزرگ هالوسایت در استرالیا، ایالات متحده، چین، نیوزیلند، مکزیک و برزیل یافت شده است. با این حال، عملکرد کلی هالوسایت بسیار پایین تر از تولید عظیمی از کائولینیت است. به طور کلی، هالوسایت با هوا، جلگه یا تغییرات گرمایی سنگ های اولترامافیک، شیشه های آتشفشانی و پومیس به دست می آید. هالوسایت طبیعی اغلب شامل فازهای ناخالصی، مورفولوژی های متفاوت و متخلخل، در رسوبات مختلف می باشد. [ ۳]
هالوسایت طبیعی مزیت هایی نسبت به کاربرد نانولوله های مصنوعی مانند نانولوله های کربنی ( CNT ) دارد. با توجه به اینکه هالوسایت یک ماده کم هزینه ( در حدود ۴ دلار به ازای هر کیلوگرم است ) و عرضه جهانی آن بیش از هزار تن در سال است، برخلاف مقیاس گرمی CNT که با توجه به قیمت بسیار بالا ( ۵۰۰ دلار به ازای هر کیلوگرم ) عرضه می شود، کاربرد صنعتی در مقیاس جرم واقعی به آسانی می تواند حاصل شود. هالوسایت دارای ساختار متخلخل ساخته شده از لوله ای یک بعدی در مقیاس مزوپرس ( ۲–۵۰ نانومتر ) و حتی میکروپرس ( ۵۰نانومتر ) است که یزرگتر از بسیاری از مواد متخلخل مصنوعی مانندCNT می باشد. [ ۴] علاوه براین ساختار لوله ای منحصربه فرد هالوسایت وابسته به موقعیت شیمیایی آلومینیوسیلیکات دارد، به عنوان مثال، واکنش پذیری در سطح خارجی، سطح لوله داخلی، و سطح لوله هالوسایت متفاوت است، بنابراین فرصت های فراوان برای اصلاح ترکیب هالوسایت برای کاربردهای مختلف هدفمند شده است. این نکته نیز شایان ذکر است که هالوسایت دارای سازگاری بالا و سمیت سلولی کم بوده، که استفاده ایمن آن در زمینه های مختلف را ممکن می سازد. به عنوان مثال، استفاده از هالو سایت به عنوان یک ظرف بادوام در مقیاس نانو برای کپسوله کردن مولکول های مولکول های فعال زیستی مانند آفت کش ها و مواد مخدر و همچنین برای آزادسازی کنترل شده آن ها، برای اولین توسط پرایس و همکاران در سال ۲۰۰۱ ارائه شد، و هالوسایت به عنوان یک نانوفیلتر در نانوکامپوزیت پلیمری خاک رس ( CPN ) مطرح شده است. [ ۵]