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

Вискеры

Ключевые слова:  вискеры, материалы, олимпиада

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

03 декабря 2018

Нитевидные кристаллы - удивительные объекты микро и наномира, обладающие часто уникальными физическими и физико - химическими характеристиками. Один из примеров таких кристаллов (вискеров) легко получить в обычных лабораторных условиях, при этом они обладают туннельной кристаллической структурой и могут быть использованы для ионного обмена и для создания электрохимических интеркалляционных устройств.

Получение «усов» сверхчистых металлов и алмаза, нитевидных кристаллов кремния или сверхпроводящих вискеров Bi2Sr2CaCu2O8 стало уже классикой современной химии функциональных материалов. Помимо фундаментально – интересных особенностей физических свойств такие материалы (волокна) представляют большой практический интерес (из-за их необычной формы), а также просто эстетически прекрасны. А случалось ли Вам когда-нибудь видеть меховой «хвостик», выросший не на теле животного, а в тигле при температуре порядка 1000°C? (Рис.1.)
Уникальной формой, которую очевидцы сравнивают в ватой, мехом или войлоком, обладают кристаллы каркасных фаз голландита Ba2-xMn8-yO16 и Ba6Mn24O48, полученные изотермическим испарением из расплава хлоридного флюса (KCl, NaCl или KCl/NaCl). При детальном рассмотрении (Рис.2) было замечено, что вершины многих нитей имели утолщения, в 1.5-2 раза превышавшие их диаметр, что может быть связано с испарением расплава KCl (p(KCl)= 7.64 мм рт. ст. при 950°C) и одновременным транспортом летучего MnCl2 через газовую фазу к вершине растущего кристалла, на которой локализована пленка расплава нелетучего хлорида бария.
Этот процесс в литературе носит название роста кристаллов по механизму «Пар-Жидкость-Кристалл». Хотя в большинстве случаев «войлок» представляет собой смесь кристаллов обеих фаз, были найдены условия роста чистых кристаллов голландита и фазы Ba6Mn24O48 [1]. Опытный глаз даже в смеси может различить более тонкие, более «волосяные» кристаллы фазы Ba6Mn24O48 от более толстых, более «щетинистых» кристаллов голландита Ba2-xMn8-yO16.
Оригинальная кристаллическая структура выращенных вискеров манганитов сама по себе заслуживает восхищения. Каркас, состоящий из сочлененных различным образом структрурных блоков – октаэдров MnO6, образует туннели, в которых могут размещаться катионы других металлов. Если в структуре голландита имеется два типа туннелей: первые в сечении имеют форму квадрата, каждая сторона которого образована сочленением по ребрам двух октаэдров MnO6, и размещают один ряд катионов бария, а вторые образуются при сочленении туннелей первого типа и не заняты катионами бария; то Ba6Mn24O48характеризуется наличием трех типов туннелей.
Первый – голландитоподобные туннели, второй – рутилоподобные не занятые катионами бария туннели, кроме того, образуются туннели третьего типа сложной формы, размещающие два ряда катионов бария. В туннелях посленего типа катионы бария обладают собственной периодичностью, бариевая подрешетка является частично разупорядоченной и при переходе от туннеля к туннелю положение катионов бария может смещаться, что приводит к различной степени заселения туннелей.
Даже без знания всех этих особенностей кристаллической структуры одного взгляда на ее изображение достаточно, чтобы увидеть потенциал скрытых в ней возможностей практического применения. Ионный проводник, катодный материал, твердофазный злектролит, катализатор, а может, матрица для сохранения радиоактивных отходов – это только часть того, на что, вероятно, могут быть способны полученные волокна.

  1. Е.А.Гудилин, Е.А.Померанцева, О.Ю.Горбенко, В.В.Петрыкин, В.В.Полтавец, А.В.Кнотько, А.М.Абакумов, Н.Н.Олейников, Ю.Д.Третьяков, М.Какихана, (2000): Рост нитевидных кристаллов в системах M-Mn-O (M = Ba, Sr,Сa) с использованием хлоридных флюсов, ДАН, 2000, т.372, н.4-6, c.100-104.
  2. Ph.Boullay, M.Hervieu, B.Raveau, A New Manganite with an Original Composite Tunnel Structure: Ba6Mn24O48, .J. Solid State Chem. 132, 1997, 239-248.


В статье использованы материалы: Олимпиада


Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 



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

 

Дивидюк
Дивидюк

Крабовый панцирь побеждает грязную нефть
Химики МГУ разработали уникальную люминесцентную методику определения маркеров «грязной нефти» (дибензотиофенов) с использованием селективной сорбции в оптически прозрачных материалах на основе сшитых гелей хитозана.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

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.

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.