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

 

Луковичные наноструктуры, декорированные наночастицами золота
Луковичные наноструктуры, декорированные наночастицами золота

РИА Новости: В Стокгольме вручили Нобелевскиe премии
10 декабря состоялась церемония награждения Нобелевскими премиями за 2018 год, вручены премии в области медицины или физиологии, физики, химии. Накануне Нобелевские лауреаты прочитали лекции.

Лекционный курс «Элементоорганические соединения» в рамках развития проекта «Академический (научно-технологический) класс в московской школе»
В период с 9 по 30 октября 2018 г. в ИОНХ РАН были прочитаны лекции, посвященные элементоорганическим соединениям.

Лекционный курс «Пероксидные соединения» в рамках развития проекта «Академический (научно-технологический) класс в московской школе»
В период с 19 ноября по 10 декабря 2018 г. в ИОНХ РАН были прочитаны лекции, посвященные пероксидным соединениям.

Эффект лотоса
Никельшпарг Эвелина Ильинична
Кратко и поэтично об одном из самых известных эффектов, который так любят школьники и участники наноолимпиады - об эффекте лотоса...

Рентгеновская микроскопия
А.В.Афонин, Мельников Геннадий Семенович
В предлагаемом кратком обзоре сделана попытка оценки возможностей применения рентгеновских методов анализа регулярных структур. Обзор может быть полезен участникам наноолимпиады и всем, кто интересуется современными методами анализа и их последовательным развитием.

Как работает оптический нанопинцет
Богданов Константин Юрьевич
Оптический (или лазерный) пинцет представляет из себя устройство, использующее сфокусированный луч лазера для передвижения микроскопических объектов и удержания их в определённом месте. Автор этой статьи постарается в популярной форме ответить на вопрос - почему некоторые частицы, оказавшись в лазерном луче, стремятся в ту область, где интенсивность света максимальна, т.е. в фокус. И это устройство теперь связано с Нобелевскими премиями навечно!

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

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.