border=0

Carbon nanotubes

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>

Carbonatotubes (tubules) binne sulvereniestruktueren útwreide mei in diameter fan ien oant inkelde tsientallen nanometers en in lingte fan oant en mei inkele sintimeter, besteande út ien of mear hexagonale graphite-fleantugen dy't yn in buis rôlje.

Fig. Typen fan nanotubes en har schemasjonele representaasje.

In ideale nanotube is in graphiteblêd dy't yn in sylinder rôlje is, dat is in oerflak linen mei reguliere hexagons, by de hoeken dêr't karbonaatoms sitte. It resultaat fan sa'n operaasje hinget ôf fan 'e oriïntaasje fan' e graphitebene relatyf oan 'e aks fan' e nanotube. De oriïntaasjewinkel bepaalt, benammen de elektryske skaaimerken.

De struktuer fan single-layer-nanotubes dy't eksperiminteel beoardiele, is yn in protte respekt, oars as de boppesteande ideale foto. Multilayer-nanotubes ferskille fan ien-lagen troch in folle breedere karakter fan foarmen en konfiguraasjes. In ferskaat oan struktueren is yn 'e lingte en yn' e transverse rjochting manifestearre.

De struktuer fan it type "Russyske poppen" (Russyske poppen) is in opset fan single-layer siloaryske nanotubes, dy't ek inoar ynsette. In oar karakter fan dizze struktuer is in set fan koaxiale prismen dy't yn elkoar opnommen binne.

De skiednis fan 'e ûntdekking fan fullerene

As it ferneamd is, waard de fullerene (C60) ûntdutsen troch de Smoli, Kroto en Curl-groep yn 1985, wêrmei't yn 1996 dizze ûndersikers de Nobelpriis foar Chemistry nomd waarden. Wat foar carbon-nanotubes is, is der gjin genoat dat foar har ûntdekking.

Hoewol it algemien bekend is yn 1991 de struktuer fan multyfunksjonele nanotubes fan Iijima te observearjen, is der eardere bewiis foar de ûntdekking fan kanaal fanotubes. Sa, bygelyks, yn 1974-1975. Endo et al. Publisearret in searje papieren dy't dûnse roppen beskreare mei in diameter fan minder as 100 Å, makke troch ferdamping, mar in mear detaillearre stúdzje fan 'e struktuer waard net útfierd. Yn 1992 publisearre Natuer in artikel dat oantoane dat nanotubes yn 1953 beoardiele waarden. In jier earder, yn 1952, berjochtt troch artikelen fan Russyske wittenskippers Radushkevich en Lukyanovich oer elektronenmikroskopyske observaasje fan fibers mei in diameter fan likernôch 100 nm dy't troch thermiele ûntbining fan oxid koper op in izeren katalysator. Dizze stúdzjes wiene ek net ferfolge.

Mechanysk, elektrysk en optyske eigenskippen fan nanotubes

Mechanyske applikaasjes: heftige yarns, kompositêre materialen, opwekking.

Bygelyks waard it foarstel om nanotubes te brûken om in kabel te meitsjen foar in romtefeart, om't nanotubes teoretysk mear as in ton hâlde kinne. Mar dit is allinich yn 'e teory, om't it net mooglik wie genôch >

De ûndersikers út Frankryk en Ruslân (IPTM RAS, Chernogolovka) ûntdekte it ferskynsel fan superkonduktiviteit fan koalinatotubes. Wolle it measte volt-ampere kenmerken:

In aparte single-layer nanotube mei in diameter fan ~ 1 nm;

In grut tal single-muorre nanotubes rôlte yn in bondel;

Ek ek yndividuele multykerne fanotubes.

By in temperatuer tichtby 4K, waard in aktueel bepaald tusken twa supraleare metalen kontakten. Oars as konvinsjonele trije diminsjonale dirigers hat ladingferfier yn in nanotube in tal fan funksjes dy't, nei alle gedachten, eksplisyt binne troch de ien-dimensionale aard fan 'e transfer (bygelyks kwantifikaasje fan wjerstân R).

Semi-ferminder-modifikaasjes fan kanaal-nanotubes binne direkte-gap-halikonduktors. Dit betsjut dat se direkt elektroanoarpearen kombinearje kinne, dy't liede ta de emissions fan in foton. De rjochte gap hâldt automatysk karbonototubes as optoelektronike materialen.

Applikaasjes yn mikroelektronika: transistors, nanoeren, transparant leitende oerienkomsten, benzinezellen.

Om ferbiningen te meitsjen tusken biologyske neuronen en elektroanyske apparaten yn 'e lêste neurokomputers ûntwikkelingen.

Optyske applikaasjes: displays, LED's.

Single-muor-nanotubes (yndividueel, yn lytse assemblies of yn netwurken) binne miniatensensors foar it besykjen fan molekulen yn in gasgas medium of yn oplossingen mei ultra-heech sensibiliteit - as de molekulen fersette oan molekulen op 'e oerflak fan' e nanotube, en de eigenskippen fan 'e nanotransistor kinne wizigje. Sokke nanosensors kinne brûkt wurde foar miljeu-kontrôle yn militêre, medyske en biotechnologyske tapassingen.

Produksje fan kanaal fanotubes

Op it stuit is de meast foarkommende is de metoade fan it thermysk spuiten fan graphiteelektroden yn in balkeblaasynplasma. It syntezeproses wurdt útfierd yn in keamer mei helium ûnder in druk fan sa'n 500 Torr. By plasma-ferbrânsje komt yntinsive thermal evaporaasje fan 'e anode, en in útstel wurdt foarme op it einpunt fan de kathod, wêrby't koalinatotubes foarme wurde.

De resultaten fan in protte nanotubes hawwe in lingte fan likernôch 40 mikrons. Se groeien op 'e kathod perpendiculêr oan' e flier fan 'e ein fan' e ein en binne yn sylindraal balken gearstalle mei in diameter fan likernôch 50 mikrons. De bondels fan nanotubes behannelje regelmjittich it oerflak fan 'e kathod, it foarmjen fan in honkstruktuer. It kin bepaald wurde troch it ûndersiikjen fan 'e presidint op' e kathod mei it bleate each. De romte tusken de nanotube bundels is fol mei in mingde fan unrêstige nanotechnology en single-nanotubes. De ynhâld fan nanotubes yn 'e koalstedsoed kin by 60% komme.

Ultrasjonele dispersie wurdt brûkt om de komponinten fan 'e resultant farre te skieden. It resultaat is in ophinging, dy't (nei it tafoegjen fan wetter) ûnderferdield is yn in sintrifuge. Grutte dieltsjes fan rôt stokke oan 'e muorren fan' e sintrifugen, en de nanotubes bliuwt yn 'e ophinging. Dêrnei wurde de nanotubes yn salpetersäure wosken en droegen yn in gasgas stream fan soerstof en wetterstof. As gefolch fan dizze behanneling wurdt in frijlich ljocht en porous materiaal ûntliend, besteande út multilayer fanotubes mei in gemiddelde diameter fan 20 nm en in lingte fan likernôch 10 mikrons. De technology fan produksjen fan nanotubes is frij komplisearre, dus hjoeddeiske nanotubes binne djoere materiaal: ien gram kostet inkele hûndert dollar.

Neffens in publikaasje yn 'e tydskrift NanoLetters, koenen fysisten út ferskate Sineeske ûndersykssintra's de technology ferbettere. Se koene kanaal fanotubes oant 18,5 sintimeter >

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>





Sjoch ek:

Fergelykbere analyze fan de analytyske mooglikheden fan ferskate soarten immunosensors

Utlis fan 'e begripen fan eksiton en polariton

Oanfraach fan it gebrûk fan MEMS yn telekommunikaasje

Basjes fan 'e ynteraksje fan elektromagnetyske wellen en partikelbalken mei mate

Mechanoreceptors

Acoustic-optyske systemen mei feedbacks:

Methods of probe-mikroskopy. 1.1.1. Atomic force microscopy

Graphene

BASIC TYPES OF ACOUSTIC ELECTRONIC DEVICES Ferlieslinen

Haadstik 11. Makroskopyske kwantum-effekten yn heul

Capacitive immunosensor

Lineêre ketting koper. Synteze en analyze

Return to Table of Contents: Physical Phenomena

Views: 2647

11.45.9.63 © bibinar.info is net de auteur fan de materialen dy't ynbrocht binne. Mar leveret de mooglikheid fan fergees gebrûk. Is der in fertsjinwurdiging fan 'e autoriteit? Skriuw ús | Feedback .