Углеродные нанотрубки

“Углеродные нанотрубки” Содержание: 1. Углеродные нанотрубки стр.2. Структура стр.3. Получение стр.4. Химическая модификация стр.5. Свойство углеродной нанотрубки стр.6. Капиллярные эффекты и заполнение нанотрубок стр.7. Применение стр.8. Проблемы стр.9. Виды углеродной нанотрубки стр.10. Токовое изображение нанотрубки на поверхности графита стр.20 11. Заключения стр.12. Библиографический список стр.22 Углеродные нанотрубки Углеродные нанотрубки - протяжённые структуры, состоящие из свёрнутых гексагональных сеток с атомами углерода в узлах, открытые в 1991 году японским исследователем Иджимой.

Первая нанотрубка была получена путём распыления графита в электрической дуге. Измерения, выполненные с помощью электронного микроскопа, показали, что диаметр таких нитей не превышает нескольких нанометров, а длина от одного до нескольких микрон.

Рис.1. Так выглядят нанотрубки под электронным микроскопом Разрезав нанотрубку вдоль продольной оси, было обнаружено, что она состоит из одного или нескольких слоёв, каждый из которых представляет гексагональную сетку графита, основу которой составляют шестиугольники с расположенными в вершинах углов атомами углерода. Во всех случаях расстояние между слоями равно 0,34 нм, то есть такое же, как и между слоями в кристаллическом графите.

Верхние концы трубочек закрыты полусферическими крышечками, каждый слой которых составлен из шести- и пятиугольников, напоминающих структуру половинки молекулы фуллерена. Нанотрубки могут быть большие и маленькие, однослойные и многослойные, прямые (Рис.2а, б) и спиральные (Рис.2в). Рис.2. Примеры нанотрубок Структура Идеальная нанотрубка – это цилиндр, полученный при свёртывании плоской гексагональной сетки графита без швов. Взаимная ориентация гексагональной сетки графита и продольной оси нанотрубки определяет очень важную структурную характеристику нанотрубки – хиральность.

Хиральность - это стереохимическое свойство, означающее несовместимость объекта со своим зеркальным отображением. Хиральность характеризуется 2 целыми числами (m, n), которые указывают местонахождение того шестиугольника сетки, который в результате свёртывания должен совпасть с шестиугольником, находящимся в начале координат. Хиральность нанотрубки может быть также однозначно определена углом α, образованным направлением сворачивания нанотрубки и направлением, в котором соседние шестиугольники имеют общую сторону.

Имеется очень много вариантов свёртывания нанотрубок, но среди них выделяются те, в результате реализации которых не происходит искажения структуры гексагональной сетки. Этим направлениям отвечают углы α=0 и α=300, что соответствует хиральности (m, 0) и (2n, n). Индексы хиральности однослойной нанотрубки определяют её диаметр D: D= m2+n2-mn * 3do/¦Р где do=0,142 нм – расстояние между атомами углерода в гексагональной сетке графита.

Приведённое выше выражение позволяет по диаметру нанотрубки определить её хиральность. Среди однослойных нанотрубок особый интерес представляют нанотрубки с хиральностью (10, 10). Проведённые расчёты показали, что нанотрубки с подобной структурой должны обладать металлическим типом проводимости, а также иметь повышенную стабильность и устойчивость по сравнению с трубками других хиральностей.

Справедливость этих утверждений была экспериментально подтверждена в 1996 году, когда впервые был осуществлён синтез нанотрубок с D=1,36 нм, что соответствует хиральности (10, 10).

Получение

В связи со сложностью получения нанотрубок, 1 грамм стоит несколько со... Они нарастают на катоде перпендикулярно плоской поверхности его торца ... В результате такой обработки получается лёгкий пористый материал, сост... Для разделения компонентов полученный осадок помещают в метанол и обра... .

Химическая модификация

Возможности использования нанотрубок в молекулярной электронике неизме... ligo - связываю, соединяю), введение в состав металлических сплавов ле... При добавлении фтора на внешнюю поверхность трубки меняется сетка p-св... Расстояние между контактами на нанотрубке составляло от 0,3 до 1 мкм. Результаты прямого измерения показали, что удельное сопротивление нано...

Капиллярные эффекты и заполнение нанотрубок

Смачивающие свойства нанотрубок (температура близка к точке плавления)... отверстие в аноде заполняется смесью графитового и металлического поро... примерно 5-10 нм. На основе нанотрубки возможно создание микроскопических весов. При другой полярности нанотрубка заряжается положительно, электронная ...

Виды углеродной нанотрубки

Виды углеродной нанотрубки  Кольцевая углеродная нанотрубка  Ветвящаяся углеродная нанотрубка  Фрагменты углеродной нанотрубки

Токовое изображение нанотрубки на поверхности графита

К проблеме исследования фундаментальных свойств углеродных нанотрубок ... Токовое изображение нанотрубки на поверхности графита. Исследования углеродных нанотрубок представляют значительный фундамент... Тем не менее такие свойства нанотрубок, как сверхминиатюрные размеры, ... В случае успешного решения этих задач мы станем свидетелями еще одного...

Библиографический список

1999. П.Н.Дьячков// Природа. — М.: Бином, 2006. • Золотухин И.В Углеродные нанотрубки • Е.А. Елецкий, апрель 2002 г т.