Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. Данные растровой электронной микроскопии для двух типичных «нанодеревьев» из углеродных нанотрубок, сформированных на концах пучка из нанотрубок в процессе кулоновского взрыва. На вставке оптическое изображение устройства (шкала: 100 мкм).
Рис.2. Схематическая иллюстрация типичного процесса разделения пучка углеродных нанотрубок (для простоты представлены две нанотрубки).
Ес – кулоновская энергия отталкивания
Еb – энергия поверхностного притяжения
(а) Пучок нанонитей до кулоновского взрыва.
(b) Пучок нанонитей после кулоновского взрыва.
(c) Потенциал, создаваемый линейным распределением разрядов.
(d) Картинка, показывающая сходную ситуацию на примере девушки и ее очень длинных волос.
Рис.3.
(а) Данные АСМ для первого «нанодерева» из нанотрубок, образовавшихся на конце пучка.
(b-d) Данные анализа, показывающего длину нанотрубок в секциях I, II и III.
(е) Индивидуальная углеродная нанотрубка с диаметром 1,5 нм.
Рис.4. Индивидуальные углеродные нанотрубки (обозначены белыми стрелками).

Кулоновский взрыв для разделения углеродных нанотрубок

Ключевые слова:  нанотрубки

Опубликовал(а):  Корнейчук Светлана Александровна

21 января 2009

Одностенные углеродные нанотрубки вызывают большой интерес у ученых благодаря своим свойствам. Было показано, что они могут обладать как металлическими, так и полупроводниковыми свойствами в зависимости от их диаметра и хиральности. Нанотрубки, полученные обычными методами, часто объединяются в пучки из-за Ван-дер-Ваальсова взаимодействия, что сказывается на их электрических свойствах. Это является основным препятствием для использования углеродных нанотрубок. Обычно пучки разделяют электрофорезом или хроматографическими методами, но эти подходы основаны на использовании ПАВов и полимеров, а также включают в себя много стадий.

Китайские ученые придумали простой способ разделять углеродные нанотрубки, который основан на кулоновском взрыве. Суть в том, что при превышении определенного заряда кластер становится нестабильным и происходит взрыв. С помощью этого метода можно разделять пучки нанотрубок на более тонкие части с одинаковым диаметром, а также получать отдельные нанотрубки.

Можно отметить несколько достоинств метода кулоновского взрыва. Во-первых, не нужно использовать ПАВ. Во-вторых, разделение пучка можно проводить на различных подложках (таких, как кремний и сапфир), что обеспечивает дополнительные удобства при производстве устройств на основе углеродных нанотрубок. И, в-третьих, метод включает в себя только одну стадию, и прост в исполнении.

Углеродные нанотрубки синтезировали методом CVD. Устройство для их зарядки было сделано следующим способом: нить из углеродных нанотрубок поместили на стеклянную пластинку, затем на нее нанесли две капли серебряной проводящей "краски", которые соединили с двумя платиновыми нитями. Эти нити играют роль электродов. Один электрод был соединен с постоянным источником напряжения, а другой оставался "плавающим". Исследуемая нить из нанотрубок имела диаметр около 10 мкм и длину около 1,1 мм. Сопротивление устройства составило несколько тысяч Ом при комнатной температуре.

На рис.1 представлено типичное «нанодерево» из углеродных нанотрубок после проведения эксперимента (электростатический потенциал – около 15 В). Видно, что разделение нанотрубок происходит на одном конце пучка, который перпендикулярен основной нити. Отделенные части находятся друг от друга на максимальном расстоянии. По данным атомно-силовой микроскопии видно, что полученные «ветки» состоят из 3-6 индивидуальных нанотрубок, но можно разглядеть и отдельные нанотрубки диаметром около 1,5 нм.

Предложенный метод может быть использован для создания устройств на основе углеродных нанотрубок. Ученые предполагают, что данный метод можно использовать и для других наноматериалов.

Работа «Coulomb Explosion: A Novel Approach to Separate Single-Walled Carbon Nanotubes from Their Bundle» была опубликована в Nano Letters.


Источник: Nano Letters



Комментарии
Года 4 назад читал что-то оченно похожее.
Там кашу из проивольно ориентированных нанотрубок "приглаживали" нежным пучком ионов аргона. Нанотрубки заряжались и "становились пучком"
К автору перевода - силикон - это кремний, субстраты - подложки, спиарльность - хиральность, ступень - стадия, Сименсы - не единицы заряда (это Кулоны), а единицы (электро)проводимости. И т.д.
Крылов Иван Сергеевич, 22 января 2009 17:55 
Разглядеть отдельные углеродные нанотрубки (рисунок 1) диаметром 1,5 нм при увеличении 5000 нм в 1 сантиметре нельзя, так как это будет объект шириной 0,003 мм.
Их разглядели с помощью атомно-силового микроскопа (рис.4)
Крылов Иван Сергеевич, 23 января 2009 09:55 
На рис.1 представлено типичное «нанодерево»... По данным атомно-силовой микроскопии видно, что полученные «ветки» состоят из 3-6 индивидуальных нанотрубок...

6 углеродных нанотрубок диаметром 1,5 нм - это объект шириной 9 нм. При масштабе 5000 нм в 1 см - это объект шириной 0,018 мм. Судя по рисунку 1 ширина объекта составляет около 0,5 мм, а это объект размером 250 нм, т.е. количество углеродных нанотрубок диаметром 1,5 нм будет 166,667 шт.

Крылов Иван Сергеевич, 23 января 2009 12:46 
Уважаемая Светлана Александровна Корнейчук, ответьте пожалуйста.
Иван Сергеевич, я, наверное, не правильно сделала, назвав нити из 3-6 индивидуальных нанотрубок "ветками". Они не имеют отношения к "нанодереву" на рис.1. Вы совершенно правы, что разглядеть индивидуальные нанотрубки на рис.1 нельзя. "Ветки", которые я имела в виду, относятся к рис.3 и 4.
Уважаемая Светлана Александровна! Насколько я понял, этот способ годится только для лабораторных исследований и характерен для пучка "нанодерева". Распушить можно лишь верхушку дерева (пучка). А если необходимо распушить весь пучок, предположим, для создания нанокомпозита на полимерной матрице. Есть ли данные по масштабированию результатов? И почему разговор ведется только для ОУНТ?

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

 

Фотонный кристалл на основе оксида алюминия
Фотонный кристалл на основе оксида алюминия

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 2)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-2
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2024 году
коллектив авторов
29 – 31 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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.



 
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.