Tá leathanach nanafeadáin carbón

nanafeadáin eolaíocht naisc nanafeadáin Leabhair agus Athbhreithnithe láithreán Nano soláthraithe tráchtála Aistriúcháin

 micreascópacht leictreon a tharchur nanafeadáin carbón: rabhadh. 

 Leabhar Peter Harris ar nanafeadáin déanaí

 

eolaíocht nanafeadáin carbón agus teicneolaíocht

Tá nanafeadáin carbón feadáin móilíneach scála carbóin ghraifíteacha bhfuil airíonna den scoth. Tá siad i measc na snáithíní stiffest agus is láidre ar eolas, agus tá airíonna leictreonacha iontach agus go leor tréithe uathúla eile. Ar na cúiseanna sin tá siad spéis acadúil agus tionscail ollmhór, le na mílte de pháipéir ar nanafeadáin á fhoilsiú gach bliain. feidhmeanna tráchtála a bheith in áit mall a fhorbairt, áfach, go príomha mar gheall ar na costais táirgthe ard de na nanafeadáin chaighdeán is fearr.

Stair

Is an t-ús atá ann faoi láthair ollmhór i nanafeadáin carbón thoradh díreach ar shintéis na buckminsterfullerene, C 60 , agus fullerenes eile, in 1985. An fionnachtain go bhféadfadh charbóin foirm cobhsaí, d'ordaigh struchtúr seachas graphite agus Diamond spreag taighdeoirí ar fud an domhain chun cuardach nua eile foirmeacha carbóin. Tugadh an cuardach spreagadh nua nuair a bhí sé léirithe sa bhliain 1990 go C 60 bhféadfaí a tháirgeadh i bhfearas stua-galú simplí ar fáil go héasca i ngach saotharlanna. Bhí sé ag baint úsáide as a leithéid de evaporator go bhfuil an t-eolaí Seapáine Sumio Iijima amach nanafeadáin carbón fullerene-bhainteacha i 1991. Na feadáin atá ar a laghad dhá shraith, go minic go leor eile, agus sa raon trastomhas amuigh ó thart ar 3 nm go 30 nm. Bhí siad dúnta i gcónaí ag an dá cheann.

Tá mhicreagraf leictreon tarchuir áirithe nanafeadáin multiwalled a thaispeántar san fhigiúr (ar chlé). Sa bhliain 1993, thángthas le haicme nua de nanafeadáin carbón, a bhfuil ach sraith amháin. Tá na nanafeadáin singil-ballaí go ginearálta níos cúinge ná an feadáin multiwalled, le trastomhais de ghnáth sa raon 1-2 nm, agus go n cuartha seachas díreach. Taispeánann an íomhá ar dheis éigin feadáin aonair-ballaí tipiciúil Bunaíodh é go luath go raibh na snáithíní nua raon maoine eisceachtúla (féach thíos), agus spreag sé seo as le pléascadh taighde nanafeadáin carbón. Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara, áfach, nach feadáin nanascála carbóin, a tháirgtear catalytically, bhí ar eolas ar feadh blianta fada sular fhionnachtain Iijima ar. Is é an chúis is mó cén fáth nach raibh na feadáin luatha spreagfaidh spéis leathan go raibh siad struchtúir in áit neamhfhoirfe, mar sin ní raibh bhfuil airíonna go háirithe suimiúil. Tá taighde le déanaí dírithe ar fheabhsú chaighdeán na nanafeadáin catalytically-tháirgtear.

struchtúr

Is é an nascadh i nanotubes carbóin sp², Le gach adamh chuaigh le trí comharsana, mar atá in graphite. Is féidir na feadáin a mheas dá bhrí mar bileoga ngraifín rollta-suas (Is ngraifín ciseal graphite aonair). Tá trí bhealach ar leith inar féidir bileog ngraifín a rolladh i bhfeadán, mar a thaispeántar sa léaráid thíos.

An chéad dá cheann de na, ar a dtugtar "cathaoireach" (ar chlé barr) agus "zig-zag" (lár ar chlé) a bhfuil leibhéal ard de siméadrachta. Na téarmaí "cathaoireach" agus "zig-zag" a tharchur chuig an socrú na hexagons ar fud an imlíne. Is é an tríú aicme tube, atá i gcleachtas an ceann is coitianta, ar a dtugtar ciriúla, rud a chiallaíonn gur féidir é a bheith ann i dhá fhoirm scáthán-a bhaineann leo. Tá sampla de nanafeadáin ciriúla thaispeántar ag bun na láimhe clé.

Is féidir leis an struchtúr nanafeadáin a shonróidh veicteoir, (n, m), a shainmhíníonn an gcaoi a bhfuil an bhileog ngraifín rolladh suas. Is féidir é seo a thuiscint faoi threoir figiúr ar dheis. A tháirgeadh nanafeadáin leis na hinnéacsanna (6,3), a rá, tá an clár rolladh suas ionas go bhfuil an adamh lipéadaithe (0,0) forshuite ar an ceann lipéadaithe (6,3). Is féidir a fheiceáil ó an figiúr a m = 0 do gach feadáin zig-zag, agus n = m do gach feadáin cathaoireach.

 

sintéis

An modh stua-galú, a chuireann ar an nanafeadáin caighdeán is fearr i gceist, ag dul sruth de thart ar 50 amps idir dhá leictreoidí graphite in atmaisféar héiliam. Cúiseanna seo an graphite a ghalú, cuid de comhdhlúthú ar na ballaí an soitheach imoibriúcháin, agus cuid de na sé ar an chatóid. Is é an éarlais ar an chatóid ina bhfuil na nanafeadáin carbón. nanafeadáin Aonair-ballaí a tháirgtear nuair a Co agus Ni nó miotail éigin eile leis an anóid. Tá sé ar eolas ó na 1950í, más rud é nach luaithe, féidir nanafeadáin carbón a dhéanamh freisin trí phas a gás carbón iontu amhail hidreacarbóin, thar chatalaíoch. Is éard atá sa chatalaíoch na cáithníní nana-iarrachtaí miotail, de ghnáth Fe, Co nó Ni. Na cáithníní spreagadh, an miondealú ar na móilíní gásach isteach carbóin, agus feadán ansin tosaíonn ag fás le cáithnín miotail ag an barr. Bhí sé léirithe i 1996 gur féidir le aon ballaí nanafeadáin a tháirgeadh freisin catalytically. Tá foirfeacht nanafeadáin carbón a tháirgtear ar an mbealach seo go ginearálta níos boichte ná iad siúd a dhéanann stua-galú, ach feabhsuithe móra sa teicníc déanta le blianta beaga anuas. Is é an buntáiste mór de sintéise catalaíoch thar stua-galú gur féidir é a mhéadú ó scála le haghaidh táirgeadh toirt. I gceist leis an modh tríú tábhachtacha le haghaidh a dhéanamh nanafeadáin carbón ag baint úsáide as léasair cumhachtach a ghalú sprioc miotail-graphite. Is féidir é seo a úsáid chun feadáin aonair-ballaí le toradh ard.

airíonna

An neart an Sp²bannaí carbóin-carbóin Tugann nanafeadáin carbón airíonna meicniúla iontach. Tá stiffness d'ábhar thomhas i dtéarmaí a modal Young, an ráta athraithe de strus le brú i bhfeidhm. Is féidir modulus An Óga na nanafeadáin is fearr a bheith chomh hard le 1,000 GPA atá thart níos airde 5x ná cruach. Is féidir leis an neart teanntachta, nó brú a bhriseadh nanafeadáin a bheith suas le 63 GPA, thart 50x níos airde ná cruach. Na maoine, mar aon leis an Gile na nanafeadáin carbón, tugann siad acmhainneacht mhór i iarratais den sórt sin aeraspáis. Tá sé ráite fiú go bhféadfaí nanafeadáin a úsáid sa "ardaitheoir spás", cábla-Earth-le spás dtús a mhol Arthur C. Clarke. Is iad na hairíonna leictreonacha de nanafeadáin carbón urghnách freisin. Go háirithe suntasach ar an bhfíric gur féidir le nanafeadáin bheith mhiotalacha nó leathsheolta ag féachaint dá struchtúr. Dá bhrí sin, tá roinnt nanafeadáin conductivities níos airde ná sin de copar, agus iad féin a iompar daoine eile níos mó cosúil le sileacain. Tá suim mhór i an bhféidearthacht a thógáil gléasanna leictreonacha nanascála ó nanafeadáin, agus tá roinnt dul chun cinn á dhéanamh sa réimse sin. Mar sin féin, d'fhonn a thógáil gléas úsáideach bheadh ‚Äč‚Äčorainn a shocrú mílte nanafeadáin i patrún sainithe, agus nach bhfuil againn go fóill an méid rialaithe atá riachtanach a bhaint amach. Tá roinnt réimsí na teicneolaíochta ina nanafeadáin carbón á n-úsáid cheana féin. Ina measc taispeántais cothrom-rolla, micreascóip scanadh probe agus feistí braite. Athrófar airíonna uathúla nanafeadáin carbón mar thoradh gan amhras go leor iarratais eile.

Nanohorns

Cóin carbóin Aonair-ballaí le morphologies cosúil leis na cinn de caipíní nanafeadáin bhí ar dtús a d'ullmhaigh Peter Harris, Edman Tsang agus comhghleacaithe i 1994 (cliceáil anseo chun ár pháipéar). Bhí siad nach fuair sé amach ag eolaithe NEC, mar atá luaite i press release. Bhí siad a tháirgtear trí chóireáil teasa teocht ard súiche fullerene - cliceáil anseo a fheiceáil íomhá tipiciúil. Léirigh an grúpa Sumio Iijima ar ina dhiaidh sin go bhféadfaí iad a tháirgeadh freisin trí ablation léasair ar graphite, agus thug siad an t-ainm "nanohorns". Tá an grúpa seo léirithe go bhfuil nanohorns adsorptive agus catalaíoch airíonna iontach, agus is féidir iad a úsáid mar chomhpháirteanna de ghlúin nua de chealla breosla. Le haghaidh sonraí, féach ar an press release NEC agus an mhír nuachta ón CNN .

 naisc nanafeadáin

C & GA ar Stair na nanafeadáin Carbóin

 earra Vicipéid ar nanotubes carbóin

Clár den scoth ar a dtugtar nanafeadáin Modeler ó JCrystal .

A compendium Airíonna fisiceacha de nanafeadáin carbón ag Thomas A. Adams II

Shigeo Maruyama ar gailearaí beochan nanafeadáin

 láithreán Nano