Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. Образование лент графена. a. Схематическое представление процесса «раскрытия» МУНТ. b. Возможный химический механизм превращения МУНТ в наноленты графена. с. TEM-изображения, демонстрирующие превращения МУНТ в графен. d. AFM-изображения некоторых фрагментов нанолент графена. e. SEM-изображения ленты графена на кремниевой подложке.
Рис.2. Пошаговое «раскрытие» МУНТ с образование наноленты графена. a-e. TEM-изображения МУНТ после воздействия подкисленного перманганата калия в количестве: I – 100 масс. %, II – 200 масс. %, III – 300 масс. %, IV – 400 масс. %, V – 500 масс. %. {имеется в виду массовые проценты относительно углеродных нанотрубок} f. Зависимость среднего диаметра МУНТ от степени окисления (раскрытия) нанотрубки. g. Данные ATR-IR спектроскопии. h. Данные РФА.
Рис.3. Восстановление окисленных групп на поверхности нанолент графена. a. TEM-изображение восстановленной с помощью N2H4 наноленты графена. b. Данные UV-Vis спектроскопии водного раствора окисленного (красный) и восстановленного (синий) гидразином графена. с. Данные ATR-IR спектроскопии для исходных МУНТ (чёрный), окисленного графена (красный) и восстановленного графена (синий). d. Данные XPS для окисленного графена (красный) и восстановленного графена (синий).
Рис.4. Полевой транзистор на основе полученного материала графена. a. SEM-изображения устройства. b. Вольтамперная характеристика для устройств на основе графена: окисленного (красный), восстановленного гидразином (синий) и в токе водорода (зелёный). с. AFM-изображение другого устройства на основе двухслойного графена. d. Зависимости тока стока-истока (Isd), напряжения стока-истока (Vds) и напряжения на затворе (Vg) для устройства, указанного в пункте с.

Расстегнем нанотрубку

Ключевые слова:  графен, МУНТ, нанотрубки, УНТ

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

29 апреля 2009

С момента открытия такого удивительного материала как графен (1, 2, 3, 4, 5 и т.д.), было предложено множество способов получения монослоёв графита для применения в самых различных областях науки и техники. Однако и по сей день проблема синтеза графена является одним из основных камней преткновения на пути широкого внедрения данного материала в промышленность.

В работе, опубликованной недавно в Nature профессором Туром, Александром Синицким и другими молодыми исследователями из университета Райса (США), предложено использовать многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ) в качестве прекурсора для синтеза лент графена. Идея методики заключается в том, что под действием перманганата калия в серной кислоте при повышенных температурах двойные связи С-С в нанотрубке могут окислиться с образованием кетогрупп, и нанотрубка, подобно zip-застёжке (застежке-молнии), раскрывается (рис.1,2). {Следует отметить, что одностенные углеродные нанотрубки также подходят для данной методики синтеза}. После такого «вскрытия» МУНТ на краях образовавшихся плоскостей графена находятся окисленные группы, присутствие которых может негативно сказаться на проводимости графеновых лент. Для предотвращения этого авторы провели восстановление этих групп гидразином (рис.3) и в токе водорода, после чего применили полученный материал для создания полевого транзистора (рис.4).

Дальнейшее развитие методов получения графена, в том числе и промышленных, в скором будущем позволит создавать более миниатюрные электронные устройства с крайне низким энергопотреблением.




Комментарии
Трусов Л. А., 29 апреля 2009 05:43 
ну наконец-то
В смысле, ну наконец-то Саша Синицкий опубликовал еще одну статья в Природе? Наверное, они и еще будут, Тур пишет статьи в Nature, как в свой домашний журнал, да и работы замечательные.
наконец-то перевели...
Что-то я в смятении (увы, доступа к статье нет). Как это "весовой процент > 100%"? Отношение веса перманганата в растворе к весу раствора больше единицы (A>A+B)?


P.S. или это "относительно чего-то"? Как, например, у красителей - в паспорте может быть написано "содержание основного вещества - 180%" (т.е. по отношению к окрашивающей способности образца-эталона, принятой за 100%).
ура ура
Мда...
500% это как-то закруто получается. Типа суспензия марганцовки в оксиде марганца или марганцевой кислоте. Более "300%" смысла не имеет.
Может это означает 5 кратный избыток реагента по отношению к нанотрубкам?
Палии Наталия, 29 апреля 2009 13:33 
Наверное, лучше спросить у одного из авторов, Александра Синицкого (?)
"на пять масс перманганата приходится 1 масса воды" - это 5/(5+1)*100 = 83,3 wt%
Или новую размерность концентрации изобрели?
Кстати, авторы использовали раствор не в воде, а в концентрированной серной кислоте - там перманганата практически нет, только оксид Mn(VII).

Или, как подметил Александр Ринатович, это суспензия перманганата в оксиде Mn(VII) (который есть жидкость).
Если кто из авторов разъяснит - будет здорово (когда только доберутся), но может кто из прочитавших статью понял?
"In a typical procedure, MWCNTs (150 mg, 12.5 mequiv. carbon) were suspended in 150 ml of concentrated H2SO4 for 1 h to 12 h. KMnO4 (750 mg, 4.75 mmol) was then added and the mixture allowed to stir for 1 h at room temperature. The reaction was then heated in an oil bath at 55 °C for 30 min."

Это, случаем, не пятикратный ли избыток перманганата имелся в виду? Евгений Алексеевич (мл.), Вы бы хоть читали то, что пишете, перед тем, как публиковаться.
fozgen, 29 апреля 2009 19:27 
Судя по подробному описанию пошагового
окисления в конце статьи речь идет о отношении
массы перманганата к массе MWCNT. То есть 5-ти
кратный избыток, как написал Ш.О.Г.
Палии Наталия, 30 апреля 2009 13:34 
Александр, спасибо за разъяснения.
Еще раз убедилась, что в NATURE нужно внимательно читать и дополнения - Supplementary Info (которые выложены к статьям только на сайте NATURE.com - и электронная версия статьи получается более полной, чем печатная)
Mayorov Alexander Sergeevich, 25 июня 2009 22:54 
Я не химик, поэтому статья почти понравилась. Идея всё-таки до конца не доведена. А как хотелось увидеть первый метод получения нанолент с фиксированным типом границ.
ИМХО Рис. 4 в статье лишний. Правда без него, наверное в журнал бы не приняли.

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

 

Бутылочка от Максена
Бутылочка от Максена

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.