Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1.
Рисунок 2.
Рисунок 3.

Фаршированные нанотрубки заказывали?

Ключевые слова:  нанотрубки, фуллерен

Опубликовал(а):  Шуваев Сергей Викторович

05 сентября 2010

Желание ученых научиться заполнять внутренние пустоты нанотрубок продиктовано не только банальным любопытством, но и возможностью применять подобные нанотрубки в практических целях. В частности, уже достаточно давно известно о так называемых пиподах, представляющих собой молекулы фуллерена, включенные внутрь УНТ. Однако до настоящего момента механизм встраивания одиночных молекул фуллерена в УНТ был мало изучен. В тоже время, было предсказано, что фуллерен способен сочетаться с внешними стенками нанотрубки благодаря трансформациям Стоуна-Уэлса, и в дальнейшем способен проникнуть сквозь стенку УНТ. Эта гипотеза была полностью подтверждена международным коллективом исследователей.


Для этого ученые, исследуя с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, использовали двухслойные УНТ, диаметром 0.69 нм и хиральностью (19,3). Вначале фуллерен прилипает к поверхности нанотрубки, причем природа связывающей их силы до конца неизвестна, поскольку силы Ван-дер-Ваальса и Казимира слишком слабы, а визуальных деформаций стенок нанотрубки на этой стадии не наблюдается. Для диссипации энергии, накопленной в результате облучения электронным пучком, внутренняя трубка УНТ начинает осциллировать вдоль нанотрубки. Когда внутренняя трубка поравняется с фуллереном, то произойдет их взаимная деформация, результатом которой является полное слияние фуллерена со стенкой нанотрубки, образуя при этом своеобразный бугорок. Продолжая облучение в течение нескольких десятков минут бугорок постепенно меняет свою форму – вначале он вытягивается вдоль трубки, а затем уширяется и выравнивается, что понижает суммарную энергию системы.


Кроме того, как упомянуто выше, трансформации Стоуна-Уэлса в конечном итоге могут привести к проникновению фуллерена внутрь УНТ, что и продемонстрировано на рисунке 2 на примере ОУНТ, при этом после проникновения внутрь ОУНТ, стенка нанотрубки становится деформированной, образуя своего рода карман. После проникновения, фуллерен начинает осциллировать внутри этого кармана, пока не совершит скачок вдоль нанотрубки, и не будет захвачен очередным дефектом (рис.3). На основании полученных снимков, авторам статьи удалось подтвердить, что фуллерен на самом деле был введен внутрь ОУНТ.


Источник: Nanoscale



Комментарии
Андрей, 05 сентября 2010 18:45 
Я не вижу, чтобы фуллерен реально вошел в структуру. Как доказано? По этим ТЕМ-картикам не видно.
Шуваев Сергей Викторович, 05 сентября 2010 20:36 
Они сделали вывод о вхождении в структуру на основании того, что фуллерен осциллировал в кармане и двигался строго вдоль трубки. Насколько это весомые аргументы в пользу вхождения или не вхождения мне судить трудно!
Красс Марта Ивановна, 06 сентября 2010 14:43 
В статье (доступна бесплатно после регистрации) есть и другие, более удачные фотографии... Я вот только не нашла оценок величин действующих сил...
Шуваев Сергей Викторович, 06 сентября 2010 20:32 
Увы, видимо я скачал light-версию, потому что уменя в ней лишь три изображения, и все три я здесь разместил! Касательно действующих сил, то, возможно, они были теоретически рассчитаны в работе Zhao, на которую неоднократно ссылаются авторы статьи.
Андрей, 06 сентября 2010 22:26 
На RSC нет лайт-версий.

Да, статья содержит картинки получше. Силы оценить из такого эксперимента крайне сложно. Обычно показывают один порядок энергий.

Любопытно, 1) зависит ли этот процесс от хиральности трубки? 2) маленькая (по диаметру) и короткая ОУНТ может так зайти в большую по диаметру? 3) а если в фуллерене что-то содержится (например, атом металла), то что будет в таком случае? 4) а если фуллерен химически связан с какой-то другой органикой (особенно содержащей один углерод), что в этом случае?
Артюхов Василий Игоревич, 08 сентября 2010 00:41 
> двухслойные УНТ, диаметром 0.69 нм и хиральностью (19,3)

Что-то я не пойму, двуслойные с одной хиральностью это как? 0.69 это чуть больше диаметра C60, соответствует типу трубки (5,5), например. Диаметр (19,3) в 2.4 раза больше, чем (5,5) - это получается расстояние между стенками около 0.5 нм, в полтора раза больше нормального.

Пока что единственная возможная интерпретация написанного здесь - что всего было проведено три опыта:
1) с двухслойными УНТ,
2) с НТ диаметром 0.69 нм и
3) с НТ с хиральностью (19,3)
Шуваев Сергей Викторович, 08 сентября 2010 01:09 
Это ОУНТ, внутри которой есть некоторое подобие внутренней трубки, как утверждают авторы вследствие сращивания нескольких фуллеренов. Здесь слово "двухслойные" я употребил не совсем удачно!
Артюхов Василий Игоревич, 10 сентября 2010 12:01 
А с диаметром и хиральностью что?
Шуваев Сергей Викторович, 10 сентября 2010 12:36 
Для ОУНТ, внутри которой маленькая внутрення трубка из сросшихся фуллеренов хиральность (19,3), а диаметр 0.69 нм. В случае со вторым опытом, где авторы статьи вводят, по их мнению, фуллерен внутрь ОУНТ, ее хиральность (19,1). Диаметр этой ОУНТ не указан, однако указан диаметр вошедшего фуллерена - 0.78, то есть это не C60, а С80.
Артюхов Василий Игоревич, 13 сентября 2010 11:12 
> хиральность (19,3), а диаметр 0.69 нм

Это ж как её сдавить надо было, чтобы у
нанотрубки (19,3) диаметр стал 0.69 вместо
положенных 1.64 нм! (См. например http://www.photon.t.u-
tokyo.ac.jp/~maruyama/kataura/chirality.h tml)

Кстати, диаметр C60 0.68 нм, сами
попробуйте себе представить, как бы он
пролезал внутрь 0.69-нм трубки.
Шуваев Сергей Викторович, 13 сентября 2010 19:38 
Пардон, конечно же, речь идет о диаметре фуллерена. Диаметр ОУНТ они не указали.

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

 

Алкан на графите
Алкан на графите

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.