A szén nanocsövek - studopediya
A szén nanocsövek (tubulenes) - egy hengeres szerkezet két leghosszabb átmérője egytől néhány tíz nanométer és hossza több centiméter, amely egy vagy több, hengerelt csőbe hexagonális grafit síkok.
Ábra. 8.4 típusai nanocsövek és sematikus ábrázolása.
Az ideális nanocső feltekerjük egy henger grafit sík, azaz a felületet a szabályos hatszögek, amelyek csúcsainál helyezkednek el szénatomok. A művelet következtében szögétől függ a tájékozódás a grafit síkban az nanocső tengelye. A szög a iránya meghatározza, különösen, annak elektromos jellemzőit.
A szerkezet egyfalú nanocsövek, megfigyelt kísérletileg, sok tekintetben eltér a fenti idealizált képet. Többfalú nanocsövek különböznek egyrétegű sokkal szélesebb különböző formák és konfigurációk. A különböző szerkezetek látható mind a hosszanti és keresztirányban.
A szerkezet a „orosz babák» (orosz babák) jelentése egy sor koaxiálisán egymásba ágyazott egyfalúan hengeres csövek. Egy másik variáció ez a struktúra egy sor beágyazott koaxiális prizmák.
Mechanikus, elektromos és optikai tulajdonságait nanocsövek
Mechanikus alkalmazás: nehéz menet, kompozit anyagok, nanovesy.
Például azt javasolta, hogy a nanocsövek, hogy hozzon létre egy póráz egy helyet lift, a nanocső elméletileg tartani, és több mint egy tonna. De ez csak elmélet, amíg elég ahhoz, hogy a szén csövek falvastagsága csak egy atom eddig nem sikerült.
A kutatók a francia és a magyar (IMT RAS, Chernogolovka) felfedezte a jelenség a szupravezetés szén nanocsövek. A méréseket az áram-feszültség jellemzői:
· Külön egyfalú nanocső átmérőjű
· Egy összeomlott egy köteg nagyszámú egyfalú nanocsövek;
· Mivel az egyes Többfalú nanocsövek.
Közeli hőmérsékleten a 4K, a két fém között érintkezők megfigyelt szupravezető aktuális. Eltérően a hagyományos háromdimenziós vezetékek, töltésátviteli a nanocső számos jellemzők, amelyek úgy tűnik, hogy magyarázható transzfer dimenziós karakter (például kvantálás a R ellenállás).
Semiconductor szén nanocsövek módosítások közvetlen rés félvezetők. Ez azt jelenti, hogy lehet közvetlen rekombinációja elektron-lyuk párok, ami a kibocsátott foton. Prjamozonnyh automatikusan magában foglalja a szén nanocsövek számának optoelektronikai anyagok.
Alkalmazások Mikroelektronika: tranzisztorok, nanowire, átlátszó vezető felület, az üzemanyagcellák.
Létrehozásához közötti kapcsolatok biológiai neuronok és elektronikus eszközök Neuroszámítógépek legújabb fejleményekről.
Optikai Alkalmazások: kijelzők, fénykibocsátó diódák.
Egyfalú nanocsövek (egyedi, kis, szerelvények vagy hálózatok) miniatűr érzékelők molekulák kimutatására egy gáz atmoszférában vagy megoldások ultra-érzékeny - adszorpciós felületén a nanocső molekulák, az elektromos ellenállás, és jellemzői változhat nanotransistors. Ezek nanoszenzorok lehet használni a környezeti monitoring, katonai, orvosi és biotechnológiai alkalmazásokhoz.
Előállítása szén nanocsövek
Jelenleg a leggyakoribb módszer, a termikus fémszórás a grafitelektródák ívkisülés plazmában. A szintézis folyamat végezzük kamrában töltött nyomású héliumot körülbelül 500 torr. Amikor égési intenzív plazma anód termikus gőzöléssel, ezáltal egy csapadékot, ahol a szén nanocsövek vannak kialakítva a végfelületén a katód.
Ahhoz komponenseinek elválasztásához a kapott csapadékot használjuk szonikálás. Az eredmény egy szuszpenziót, amely (miután a víz hozzáadása) vetjük alá, az elválasztás a centrifugában. Nagyobb koromrészecskék tapad hozzá a falakhoz a centrifuga, és a nanocsövek maradnak lebegő szuszpenzióban. Ezután nanocsövek salétromsav, mossuk és szárítjuk az áramban gáz halmazállapotú oxigén és hidrogén. Ennek eredményeként az ilyen feldolgozást kapunk kellően könnyű súlyú és porózus anyag, amely egy többrétegű nanocsövek átlagos átmérője 20 nm és körülbelül 10 mikrométer hosszúságúak. A technológia előállítására nanocsövek meglehetősen bonyolult, ezért most nanocsövek - drága dolgok: egy gramm költségek több száz dollárt.
Vissza a tartalomjegyzék: Modern alap- és alkalmazott kutatások műszerek