A rekordhosszú szén nanocsövek termesztése - 18,5 cm • Yuri Yerin • Tudományos hírek

Ábra. 1. (a) A szuperkohantú szén nanocsövek szaporításának eljárása a gázfázisból kémiai lerakódással. A katalizátorok (vas és molibdén nanorészecskék, az ábrán nanorészecskékként jelölve) hosszú szén nanocsövek filmjein (szuper összehangolt CNT film) vannak. A film tiszta szilícium (szalag) alapanyagán helyezkedik el. A szuperhosszú nanocsövek (CNT) növekedése vízszintes irányban történik. A kapott szuperhosszú nanocsövek szilícium-oxid szubsztrátjain (befogadó szubsztrátok) vannak összegyűjtve. Az egész szerkezet kvarcüveg alaplemezre (hordozó szubsztrát) van elhelyezve. b) A szuperhosszú szén nanocsövek sorozata. Az alul látható hosszúság bizonyításához az uralkodó látható. c) Pásztázó elektronmikroszkóppal előállított szupravezető szén nanocsövek kezdetének, közepének és végének képei. A tárgyalt cikkből a Nano Letters

A kínai tudósok egy csoportja a gázfázisból származó kémiai lerakódás javított technológiájának köszönhetően képes elérni a szuperhosszú szén nanocsövek szabályozott növekedését (40 μm / s sebességgel). A kapott nanocsövek rekord hossza jelenleg - 18,5 centiméter. A mérések azt mutatták, hogy az ilyen szén nanocsövek elektromos jellemzői nem változnak egész hosszuk mentén. Ez a tény nagyon fontos a nanocső esetleges használatához különböző elektronikus készülékek gyártása során.

Egyedülálló fizikai tulajdonságaiknak köszönhetően a szén nanocsövek (üreges "hengerek" a szénatomok falával) a jövőben számos alkalmazással számos technológiával rendelkezhetnek. Például a szén nanocsövekből származó rostok és kábelek elméleti számítások szerint két nagyságrenddel nagyobb mechanikai szilárdságúak, mint az azonos acélszerkezetek. És ami még fontosabb, ilyen nagy erõsségûek, a rendelési sûrûség kisebb, mint az ugyanabban az acélban. Ami a kiváló elektromos tulajdonságait a szén nanocsövek, fel lehet használni (és néhány helyen már próbál tenni) az elektromechanikus rendszerek egy új típusú nanodiodes, tranzisztorok, mikroelektricheskih motorok és összekötő nanoelektroprovodov.

A nanocsövek ipari felhasználása azonban számos technológiai probléma miatt még mindig korlátozott. Először is, még nem tanultuk meg az olcsó növekedést és a szén nanocsövek nagy mennyiségben történő előállítását. Másodszor, most már nem tudják, hogyan szerezzenek önkényesen hosszú nanocsöveket, amelyek ebben az esetben homogének (vagyis egész hosszuk mentén) fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek - például szerkezeti hibák nélkül. Végül a nanocsövek növekedése során nehéz ellenőrizni a jellemzőiket, mint például a kiralitást (egy hengerben lévő nanocső csöpögése). És ez nagyon fontos, mivel a kiralitástól függően a nanocső akár fémes vagy félvezető vezetőképességgel bír, ezért különböző elektronikai eszközök létrehozásához ismerni kell a felnövekedett nanocsövek elektromos vezetőképességének típusát.

Ráadásul ez is fontos eredmény, a 18,5 cm-es nanocsövek elektromos tulajdonságai változatlanok maradtak teljes hosszuk mentén. Az ilyen eredmények a tudósok CVD (kémiai gőzölés) technológiájának köszönhetően - a gázfázisból származó kémiai lerakódás révén valósultak meg. Bár CVD technológia széles körben ismert a világon az egyik előállítására szolgáló eljárások szén nanocsövek (és nem csak a nanocsövek), kínai kutatók először rájött, hogyan lehet javítani, és javítani, rávenni, hogy a maximális hatékonyság érdekében. A szuperhosszú, egy falú nanocsövek beszerzésének receptje, amely homogén az elektromos tulajdonságaikban, így néz ki.

Ezek a változások - a csapágy kialakításnak hosszú szén nanocsövek egy szubsztrát készült tiszta szilícium, és megfelelően választott aránya etanol és víz - és a kapott nanocső körülbelül 18,5 cm hosszú. Tovább technikai eredmények a kínai tudósok, amelyben hangsúlyozzák művében, az volt, hogy képesek voltak elérni a rendkívül egyenletes hőmérséklet-eloszlást a sütőbe, ahol ez megtörtént az egész folyamat a fent leírt. Ennek hiányában a felnövekedett nanocsövek heterogén fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek.

Annak ellenőrzésére, hogy a kapott szuperhosszú nanocsövek elektromos tulajdonságai homogének-e, a kínai tudósok az egyik nanocsövőt vették fel és alapultak, több mint 100 térhatású tranzisztort gyártottak (2.

Ábra. 2. Egy extra hosszú szén nanocsően alapuló térhatású tranzisztorok készlete: (a) egy vázlatos rajz és (b) egy pásztázó elektronmikroszkóppal készített kép. A tárgyalt cikkből a Nano Letters

A tranzisztorok paraméterei teljesen azonosak voltak egymással. Ebből a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy az ilyen szén nanocsövek elektromos tulajdonságai nem változhatnak hosszúságuk mentén.

Sajnálatos módon a kínai tudósok munkájáról nem tájékoztatják, mennyire strukturálisan homogének a szuper hosszú nanocsövek, és nagyon erős fonalak és kötelek létrehozására használhatók fel? A kérdés rendkívül fontos, legalábbis egy űrlift felvonulására - óriás rakomány felvonó a föld-föld pályára, ahol a tudósok hibás és nagyon hosszú szén nanocsöveket tartanak kábelként.

Pontosan. Tegyen nano-ejtőernyőket a nanorangóba, adjon nano-kikötést, és a nanobakschtag felgyorsulása után nanopozíciókhoz vezet, és nanobozokká alakuljon. Ne felejtse el csak a nano-yuga-t, hogy adjon nano-rendet egy nanopark felépítéséhez.

Természetesen ez egy jelentős eredmény. Még ha ezenkívül akár több ezer kilométer hosszúságú nanocsövek is képesek lesznek termeszteni, az űrfelhajtó valószínűleg fantáziát jelent. Ennek az az oka, hogy még ha az eredeti nanocső lesz képes arra, hogy hibátlan, nem lehetséges termodinamikailag (de nem zárja ki annak lehetőségét, hogy lehetséges lesz, hogy megtalálják a módját, kémiai gyógyulás ilyen hibák lényegesen alacsonyabb hőmérsékleten), a sínek mentén a kozmikus részecskék, mint a hibákat folyamatosan generálódnak . Az újonnan képződött hibák fog koncentrálni lokálisan, hogy tegye a helyi előfordulása több hibák Stoney Walesa (hibák forgás szomszédos pár atomok C és 90 ° C-on), nyugodt a háromkomponensű hibák Stoney Walesa pár megüresedett és intersticiális atom párokat és szakadt szénatomot és klaszterek összekapcsolják a szomszédos nanocsöveket egymással kémiailag. Mindezek a jelenségek végül a szakítószilárdság gyors és nagyon jelentős csökkenéséhez vezetnek. Az ideális ereje csak akkor képesek hibamentes nyaláb nem térhálós nanocsövek egyik két határérték chiralities amely elegendő energia gát Van der Waals kölcsönös csúszó szomszédos nanocsövek kapcsolódik, hogy megakadályozza annak kúszási törés egyes nanocsövek. Előnyös, ha minden nanocsövön szigorúan egyenlőnek kell lennie az átmérőben, különben a csúszáshatár hirtelen csökken, vagy teljesen eltűnik. A nem kizárólagosság elengedhetetlen, hogy az egyik nanocsövő zavarása ne terjedhessen a szomszédos nanocsövekre. De nem szabad elfelejteni, hogy a belső átmérője helyet lift, hogy rendszeresen változik ezerszer hossza mentén, és hogy hogyan lehet ebben az esetben a végén a nanocsövek korlátozás alatt, hogyan kell megjavítani őket - nem egyértelmű (van der Waals rögzítés nagyon gyenge, és nem lehet elegendő). Bár csak egy dolog világos -, hogy a nanocsövek minden végét a kábel felszínén kell elhelyezni, helyükön belül elfogadhatatlan.

Lehetséges vlegkuyu valamit permetezzük egy kötél, olyasmi, mint CHN2-Linker-CHN2, ahol CHN2 - diazogroup és Linker - enyhén rugalmas, mégis tartós polimer (típus (-para-C6H4-O) n-, azaz polifinil-éter, és n 10-20, azt hiszem). Ezután ezeket a fragmentumokat diazametilnye egyik végétől a polimer kerül meghatározásra; „szeres” kapcsolatokat a felszínen és az egyik cső (például a 1,3-dipoláris cikloaddíciós), és diazametilnye fragmensek a másik végén a polimer kerül meghatározásra; „szeres” kapcsolatokat a felületén egy másik (legvalószínűbb ). A csöveket kovalensen kötik ritka, erős hidak. Természetesen a linker a csőhöz való csatlakozásának pontján helyi deformitások jelennek meg, gyengítve a csövet. De erős lesz? Hatalmas kompenzáció lesz a keresztkötések miatt? Azok a molekulák, amelyek a tűző csatolt egyetlen cső lenne majd játszani a szerepét a függőleges a bélbolyhok és a tengelykapcsoló súrlódó jobb lett volna, mint abban az esetben egy csupasz cső. Nem tudom, csak vegyész vagyok. Mit gondolsz? Ha ostobaság, ne esküszöm nagyon :)

És a csövek nanobotok feltérképezése és a hibák megfertőzése (vagy friss nanocsövek előállítása, elrontott táplálkozás).