Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /nano-data/main/resources.obj.php:5902) in /nano-data/main/resources.obj.php on line 5089
УНТ и керамика, что между ними общего?!
Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. TEM-изображения МУНТ до (a) и после (b) обработки в смеси кислот. Стрелками показаны места нанодефектов. (с) HRTEM-изображения поверхности МУНТ после обработки в смеси кислот.
Рис.2. Значения дзета-потенциалов для МУНТ и для МУНТ после обработки в смеси кислот в зависимости от pH раствора.
Рис.3. Морфология МУНТ в нанокомпозите. (a) Заполнение нанодефекта в МУНТ после обработки в смеси кислот кристаллитами керамической фазы. (b) Увеличенное изображение выделенной области.
Рис.4. Таблица, демонстрирующая сравнение свойств нанокомпозитов УНТ/керамика для МУНТ и для МУНТ после обработки в смеси кислот.
Рис.5. (a) Предел прочности при изгибе и (b) предел текучести в зависимости от количества МУНТ в нанокомпозите.
Рис.6. Поверхность разрыва нанокомпозита УНТ/керамика. (a) Многочисленные торчащие МУНТ из поверхности разрыва нанокомпозита. (b) Разрушение некоторых МУНТ при действии нагрузок. (с) МУНТ, удерживающие материал от разрушения.

УНТ и керамика, что между ними общего?!

Ключевые слова:  Керамика, МУНТ, МЭМС, Нанокомпозит, УНТ

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

03 января 2009

Создание керамики, которая обладала бы высокой прочностью, прекрасной стабильностью при высоких температурах и относительно малой плотностью, – огромная научная и технологическая задача, решение которой открывает новые горизонты применения керамики в качестве конструкционного материала. Углеродные нанотрубки обладают поистине уникальными механическими и электрическими свойствами, что делает возможным улучшение свойств керамики за счёт создания нанокомпозитов УНТ/керамика. Однако существует целый ряд проблем: сложность растворения УНТ в различных полярных растворителях, что приводит к слипанию и неоднородности распределения нанотрубок в объёме образца; плохое сцепление между частицами керамической фазы и нанотрубками, что, в свою очередь, не улучшает механические свойства, а, наоборот, ухудшает их, и т.д. Преодоление подобного рода проблем откроет новые горизонты для применения композитов УНТ - керамика в качестве конструкционных материалов.

Авторы работы, опубликованной недавно в журнале Nanotechnology, разработали новый метод синтеза нанокомпозита УНТ/керамика. Они использовали в качестве прекурсора многостенные углеродные нанотрубки, предварительно обработанные в смеси серной и азотной кислот. При этом несколько изменялась морфология самих углеродных нанотрубок (рис.1). Измерения дзета-потенциала (рис.2) свидетельствуют о том, что на поверхности обработанных МУНТ присутствуют отрицательно заряженные группы; следовательно, в полярном растворителе (например, в этаноле и воде) нанотрубки не должны образовывать агломератов и будут более равномерно распределяться в объёме конечного материала. К тому же, как показали дальнейшие исследования (рис.3), увеличивается и прочность сцепления между обработанными МУНТ и частицами керамики. На рисунках 4 и 5 представлено сравнение различных (прочностных и механических) характеристик для нанокомпозитов на основе УНТ/керамика с обработанными и не обработанными кислотой нанотрубками. Стоит отметить, что введение всего лишь 0,9 объёмных процента углеродных нанотрубок улучшает механические свойства композита в среднем на 25% (прочность на изгиб - до 689 МПа, предел текучести - до 5,9 МПа*м1/2), а электрические свойства - на несколько порядков. На рисунке 5 представлены микрофотографии поверхности разлома нанокомпозита.

Купить плитку для ванных комнат из современных керамических материалов с добавками нанокомпозитов можно на сайте keramogranit.ru.

Учёные надеются, что данная технология позволит улучшать свойства различного рода нанокомпозитов на основе УНТ/керамика для применения этих материалов, например, в таких трибомеханических системах, как суставные протезы и МЭМС.


Источник:



Комментарии
Что-то еще должно быть...
в каком смысле что-то ещё?
Владимир Владимирович, 03 января 2009 17:35 
Зета-потенциал - более часто встречающееся

А про статью - хорошо понятно, о чем, и в чем общий смысл, но не очень понятно, где главная изюминка. И, конкретно, трудно понять, почему наблюдаются максимумы на рисунках 4 и 5, или хоть бы уж почему так рано?
Но опубликовать что-то 3 января, это уже само по себе свершение!
ошибочку исправил...пасибо за замечание...
А вот на счёт зета - я бы не стал спорить, потому что в русском языке оно дзета, а в английском zeta...

Изюминка в том, что они придумали как сделать всё это хозяйство более однородным...честно говоря сам не особо понял, почему именно около 1 %, видимо при таких концентрациях все УНТ разделены и "работают", а при больших концентрация они агломерируют и ухудшают свойства керамики...
Владимир Владимирович, 03 января 2009 17:54 
Согласен я про дзета букву на 100%.
И меня учили про "дзета", но побеждает иностранное влияние... (7 против 3 в Гугле...)
Знаете, я исправлю вверху "более правильно" (что теперь я согласен не совсем правильно) на "более часто встречающееся". (Я сам лично за дзету, но студентов учил бы "зета", чтобы меньше путать)
Владимир Владимирович, 03 января 2009 17:57 
Так если только 1%, значит плохо диспергировали!!
И график демонстрирует не свойство материала, как таковое, а узкую специфичность метода получения композита! И будут ведь в каких-нибудь обзорах утверждать потом, что 1% - самый оптимум...
Но, справедливости ради, статья у авторов все же получилась - простенькая, но достаточно разумная
А оно после обработки в серняшке с азоткой взрывается хорошо?
А какова воспроизводимость прочности? И как на ее фоне эти 25% улучшения будут выглядеть? И как там с пластичностью у алунда вообще?
ну я думаю вот эти вопросы авторам статьи в личном порядке...;)))
Владимир Владимирович, 04 января 2009 08:01 
А оно после обработки в серняшке с азоткой взрывается хорошо?
А ароматяшеских водородцев нетути, засим окисление в основном протекает, а не ароматическое нитрование (Стабильны, вроде как, циклические сульфатные соединения продуктов окисления разрыва двойных связей, а азотка окислять помогает)

А какова воспроизводимость прочности? И как на ее фоне эти 25% улучшения будут выглядеть?
А этим, мне думается, статью можно было с аппетитом и хрустом покусать на стадии реферирования
Владимир Владимирович, 04 января 2009 08:05 
Разглядел в анонсе: объяснимых не с точки зрения "нанотехнологической алхимии", а исходя из классических физико-химических соображений
А где ж эти соображения? Работа-то экспериментально-инженерная
Не понимаю ...предела текучести до 5,9 МПа/м1/2...
Пишите попростофильнее, пожалуйста
Владимир Владимирович, 04 января 2009 09:42 
Попонятнее - это надо будет заменить "/" на умножение Как и положено.
А так ведь, экспериментально-инженерная работа-то
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80 %D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BB_%D1%82%D0%B5%D0% BA%D1%83%D1%87%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B8

Вот про предел текучести, если в двух словах то это не упругое разрушение тела, а уже вязко-упругое...
да и спасибо за замеченную очепятку...;)))
Угу. Об очепятках. Если речь о K1c, то это все-таки не предел текучести (который, являясь напряжением, измеряется в МПа), а сопротивление росту трещины.
Владимир Владимирович, каюсь органику уже подзабыл - про нитрующее действие смеси HNO3-H2SO4 знаю, а как сульфатирующая она как?
Владимир Владимирович, 04 января 2009 19:25 
Александр Валерьевич,
Я, к сожалению, не могу найти хорошую ссылку с рисунками.
Но идея такая, что фуллерены и нанотрубки реагируют как электронодефицитные алкены. При окислении, двойная связь открывается и промежуточные вицинальные диолы стабилизируются формированием циклических сульфатов. Сульфаты эти относительно легко потом гидролизуются, то есть не являются конечным продуктом. И по итоговому действию, смесь просто окисляющая (а то я, пожалуй, неправильное впечатление создал про сульфатирование )

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Вольфрамовый зонд (продолжение)
Вольфрамовый зонд (продолжение)

Разминочные викторины по предметам стартовали на Наноолимпиаде
ХIV Всероссийская олимпиада по нанотехнологиям началась. Мы открыли впервые за 13 лет отдельные тесты для школьников по основным предметным направлениям - химии, физике, математике, биологии. Это первые (новые) официальные конкурсы олимпиады, фактически, разминка, дальше будет больше и интереснее...

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»:Динамическое термоодеяло по мотивам кожи кальмара. Газоанализатор на висмутене. Фуллерены для Тиффани. Магнетизм доменной стенки в сегнетоэлектрике или магнитоэлектрическая “сказка наоборот”. 100-летний юбилей академика Исаака Марковича Халатникова. Нобелевская премия 2019.

"Новые нанотехнологии" для "Кванториума"
Новая образовательная программа по основам нанотехнологий разработана для детских технопарков «Кванториум»

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.