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Kohlenstoffallotrope
Kohlenstoffallotrope: Ein Kohlenstoffatom kann verschiedene Arten von Allotropen bilden. In 3D-Strukturen sind Diamant und Graphit die Allotrope von Kohlenstoff. Kohlenstoff bildet auch niedrigdimensionale (2D, 1D oder 0D) Allotrope, die zusammen als Kohlenstoffnanomaterialien bekannt sind. Beispiele für solche Nanomaterialien sind 1D-Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) und 0D-Fullerene. In der Liste der Kohlenstoffnanomaterialien ist Graphen als 2D-Einzelschicht aus Graphit bekannt.
Kohlenstoff-Allotrope: Kohlenstoff, das gemeinsame Element in organischen Verbindungen, existiert bekanntermaßen in zwei allotropen Formen, Diamant und Graphit. 1985 wurde eine dritte Form von Kohlenstoff namens Fullerene entdeckt. Fullerene sind große Kohlenstoffatommoleküle, die als dreidimensionale Analoga von Benzol angesehen werden. Die häufigste Form von Fullerenen ist Buckminster-Fulleren (C60) mit 60 Kohlenstoffatomen, die in einer kugelförmigen Struktur angeordnet sind. Ein C60-Molekül, auch Buckyball oder Buckminsterfullerene genannt, hat einen Durchmesser von etwa 7 Å. C60-Moleküle kondensieren zu einem Feststoff aus schwach gebundenen Molekülen. Dieser kristalline Zustand wird Fullerite genannt.
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Kohlenstoff-Nanoröhren (CNTs) werden durch Aufrollen einer Graphenfolie in einen Zylinder hergestellt. Diese Nanostrukturen sind mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von bis zu (1,32 × 108): 1 konstruiert, das deutlich größer ist als jedes andere Material. Wie der Name schon sagt, liegt der Durchmesser von Nanoröhren in der Größenordnung von wenigen Nanometern, während sie bis zu 18 Zentimeter lang sein können. CNTs sind die vielversprechendsten Kandidaten auf dem Gebiet der Nanoelektronik, insbesondere für Verbindungsanwendungen. Metallische CNTs haben aufgrund ihrer hohen thermischen Stabilität, hohen Wärmeleitfähigkeit und großen Stromtragfähigkeit viel Forschungsinteresse für ihre Anwendbarkeit als VLSI-Verbindungen geweckt. Eine CNT kann eine Stromdichte von mehr als 103 MA / cm2 tragen, was die elektrische Leistung verbessern und die Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Elektromigration beseitigen kann, die aktuelle nanoskalige Cu-Verbindungen plagen.
Sowohl CNTs als auch GNRs (Graphene Nano Ribbons) können als Strukturen verstanden werden, die von einer Graphenschicht abgeleitet sind. Eine Graphenfolie ist eine einzelne Schicht von Kohlenstoffatomen, die in eine 2D-Wabengitterstruktur gepackt sind. CNT, betrachtet als aufgerolltes Graphenblatt, haben die Ränder des Blattes, das zusammengefügt wird, um einen nahtlosen Zylinder zu bilden. CNTs können in Zick-Zack- und Sessel-Strukturen eingeteilt werden.
Für beide CNTs sind die chiralen Indizes n1 und n2 gleich, während für Zick-Zack-CNTs n1 oder n2 = 0 ist. Für andere Werte von Indizes sind CNTs als chiral bekannt. Abhängig von ihren unterschiedlichen Strukturen können CNTs metallische oder halbleitende Eigenschaften aufweisen. Die Standard-CNTs sind immer metallisch, während Zick-Zack-CNTs entweder metallisch oder halbleitend sind. Statistisch gesehen hat eine natürliche Mischung von CNTs 1/3 metallische und 2/3 halbleitende Chiralitäten. Abhängig von der Anzahl der konzentrisch aufgerollten Graphenblätter werden CNTs auch in einwandige (SWNT), doppelwandige (DWNT) und mehrwandige CNTs (MWNT) eingeteilt. Die Struktur von SWNT kann durch Einwickeln einer einatomigen Schicht Graphen in einen nahtlosen Zylinder konzipiert werden. MWNT besteht aus zwei oder mehr aufgerollten konzentrischen Graphenschichten. DWNT wird als eine spezielle Art von MWNT angesehen, bei der nur zwei konzentrisch aufgerollte Graphenblätter vorhanden sind.
Synthese von Kohlenstoffnanoröhren
Kohlenstoffallotrope: Die chemische Gasphasenabscheidung ist die vielversprechendste Methode für die Massenproduktion von Kohlenstoffnanoröhren. Es arbeitet bei viel niedrigeren Temperaturen und produziert Nanoröhren in größeren Mengen als Bogenentladung oder Laserverdampfung.Nanoshel ist der Meister der Synthese von mehrwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren (MWNTs) und einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren (SWNTs) durch die katalytische chemische Gasphasenabscheidung. Kohlenstoff nanotubes (CNTs) sind einzigartige nanostructures mit bemerkenswerten elektronischen und mechanischen Eigenschaften und haben enormes Interesse weltweit angezogen. Die katalytische chemische Gasphasenabscheidung (CCVD) ist derzeit die vielversprechendste Technik zur Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) in großem Maßstab, kostengünstig und an einem speziellen Ort auf einem Substrat. Das Verfahren besteht in der Zersetzung eines kohlenstoffhaltigen Gases an einem Trägerkatalysator. Im Gegensatz zu den reichlich vorhandenen Arten von Kohlenstoffquellen, die für das Wachstum von CNTs verwendet werden, beschränkt sich ihre Synthese auf die thermische Zersetzungsreaktion der Kohlenstoffquelle. Die Optimierung von Wachstumsparametern bleibt weitgehend empirisch.Die Lichtbogenverdampfungssynthese, auch als Lichtbogenentladung bekannt, ist seit langem als die beste Methode zur Synthese von Fullerenen bekannt und erzeugt auch Kohlenstoffnanoröhren höchster Qualität. Nanoshel synthetisiert auch mehrwandige Kohlenstoff nanotubes (MWNTs) und einwandige Kohlenstoff nanotubes (SWNTs) durch die Bogenentladungsmethode. Die hohe Temperatur des Lichtbogens ermöglicht die Bildung von CNTs von sehr hoher struktureller Qualität, die für die Grundlagenforschung geeignet sind. Sie weisen oft Eigenschaften auf, die denen der Theorie nahe kommen.
Funktionalisierung von CNTs
Als Folge ihrer ungewöhnlichen physikalischen Eigenschaften und ihres großen Anwendungspotenzials haben Kohlenstoff-Nanoröhren das Interesse von Forschern geweckt.Mehr, die möglichen Anwendungen erfordern eine ausgedehnte functionalization von Kohlenstoff nanotubes, sie prozessfähig zu machen und ihre Eigenschaften functionalization von CNTs mit irgendeiner Gruppe abzustimmen schafft die neue Art oder die neue Klasse des Materials mit neuen Eigenschaften. Die Funktionalisierung kann auch dazu beitragen, halbleitende Rohre von metallischen zu trennen und Nanoröhren zu reinigen.Nanoshel arbeitet an der Änderung von Kohlenstoff nanotubes mit verschiedenen Funktionsgruppen, um die Eigenschaften, Fähigkeit von CNTs für neuere Anwendungen zu erhöhen. Nanoshel beschäftigt sich auch kommerziell mit Branchen, die sowohl an CNTs als auch an funktionalisierten CNTs gemäß der Anforderung arbeiten.
Kohlenstoff-Allotrope: Forschungsteam von Wissenschaftlern bei Nanoshel arbeitet an SLAC-Batterie. Sie versuchen, neues Elektrolytmaterial für schnelles Laden und langsames Entladen zu entdecken. Neues Elektrolytmaterial kann organisch oder anorganisch sein. Das Forschungsteam verwendet MWCNT bei vordefinierter Zusammensetzung, um die Speicherleistung der Batterie zu verbessern. Das Ziel unseres Teams ist es, Hochleistungs- und Kompaktbatterien zu synthetisieren, und wir arbeiten daran.