Нанотүтікшелерді алудың қандай әдісін білесіз?

Көміртекті нанотүтікшелер – диаметрі бірден бірнеше ондаған нм-ге дейін, ал ұзындығы бірнеше см болатын созылмалы цилиндрлік құрылымдар.

Олар бір немесе бірнеше түтікшеге оралған гексагональды графитті жазықтықтардан тұрады және фуллерен молекуласының жартысы ретінде қарауға болатын жартылай сфералық баспен аяқталады.1991 жылы жапон зерттеушісі С. Иджима плазманың электр доғасында графитті тозаңдату арқылы алынған күйені электрондық микроскопта қарағанда диаметрі бірден бірнеше нм- ге дейін, ал ұзындығы бірнеше мкм болатын цилиндрлік құрылымды жұқа созылған жіпшелерді көрді. Олар бір немесе бірнеше түтікшеге оралған гексагональды графиттік қабықшалардан тұрды. Және бүйірлері жартылай сфералық баспен жабылған еді. Оларды нанотүтікшелер деп атады. Дұрыс алты бұрыштары бар және төбелерінде көміртек атомдары орналасқан жазықтық идеал нанотүтікшелер болып есептеледі. Мұндай операцияның нәтижесі нанотүтікше осіне қатысты графиттік жазықтықтың бағдарлану бұрышына байланысты. Ал бағдарлану бұрышы өз кезегінде нанотүтікшелердің хиральдігін анықтайды. Хиральдік арқылы нанотүтікшелердің электрлік қасиеттері сипатталады. КНТ- лерді алудың мынандай жолдары бар: графитті электр доғалық тозаңдату арқылы, лазер немесе Күн сәулесі көмегімен графитті абляциялау және көмірсутектердің каталитикалық түрде ыдырауы арқылы. Әдетте КНТ -лерді CO, CH4, C2H4, C2H2-ден көмірсутектік композицияларын каталитикалық пиролиздеу әдісімен көміртекті металлдық буды конденсациялау жолымен алады. КНТ-лерді алудың жоғары температуралы әдісіне электр доғалық әдіс жатады. Егер графиттік өзекті (анод) электр жоғасында буландырсақ, онда қарама-қарсы электродта (катод) қатты көміртекті өсінді (депозит) пайда болады. Оның жұмсақ өзекшесінде көп қабырғалы диаметрі 15-20 нм, ал ұзындығы 1 мкм болатын КНТ-лер болады. Өз кезегінде электр доғалық әдістің орнына лазерлік буландыру (абляция) әдісі қолданыла бастады.

Абляцияға арналған құрылғы 1200°С температура бере алатын резистивтік қыздыруы бар қарапайым пештен тұрады. Бұдан жоғары температуралар алу үшін пештің ішіне көміртектен жасалған нысана қойып, оған лазер сәулесін бағыттау жеткілікті. Бұл нысана бетін сканерлейді. КНТ-лерді алудың төмен температуралы әдісіне көмірсутектерді каталитикалық пиролиздеу әдісі жатады. Мұнда катализатор ретінде майда дисперсті металлдық ұнтақтар қолданылады. Ол кварцтық түтікшеде орналасқан керамикалық тигельге себіледі. Ал кварцтық түтікше 700-1000°C температураны қамтамасыз ететін қыздыру құрылғысына орналасады. Кварцтық түтікшемен газ тәрізді көмірсутек пен буферлік газ қоспасын үрлейді. Әдетте 1:10 қатынасында болатын C2H2 мен N2 қоспасын қолданады. Процесс бірнеше минуттан бірнеше сағатқа дейін созылуы мүмкін. Нәтижесінде катализатор бетінде ұзын ұзындығы бірнеше 10-даған мкм, ішкі диаметрі 10 нм, сыртқы диаметрі 100 нм болатын көміртекті нанотүтікшелер өсіп шығады.

Қолданылуы: Механикалық қолданылуы: өте берік жіптер, композитті материалдар, нанотаразылар. Микроэлектроникада қолданылуы: транзисторлар, нанопроводтар, мөлдір өткізгіш беттер, отындық элементтер.Биологиялық нейрондар мен жаңа нейрокомпьютерлік саладағы электрондық құрылғылар арасындағы байланысты жасау үшін қолданылады.

Капиллярлық қолданылуы: активті молекулаларға арналған капсулалар,металлдар мен газдардың сақталуы, нанопипеткалар.

Оптикалық қолданылуы: дисплейлер, жарық диодтары.Бір қабырғалы нанотүтікшелер газдық ортада немес ультра жоғары сезгіш ерітінділерде молекулаларда анықтау үшін қолданылатын кішкентай өлшемді датчиктер болып табылады. Нанотүтікшелер молекуласы бетінде адсорбция кезінде оның электр кедергісі, сондай-ақ нанотранзистор сипаттамалары өзгере алады. Мұндай нанодатчиктер қоршаған ортаға монаторинг жүргізуде, әскери, медициналық, биотехнологияда қолданылады. Ғарыштық лифтіге арқан: теориялық түрде нанотүтікшелер үлкен салмақты көтере алады(квадрат миллиметрге тоннаға дейін). Бірақ ұзын, әрі қабырғаларының қалыңдығы бір атом болатын нанотүтікшелер алу әлі күнге дейін мүмкін болмай отыр. Осының салдарынан қысқа нанотүтікшелерді қосудан

алынған жіптер қолданылады. Бұл беріктіктің нашарлауына әкеледі. Нанотүтікшелерден жасалған беттерді жазық мөлдір громкоговоритель ретінде қолдануға болады. Осындай жаңалықты қытай ғалымдары ашты.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: