Home” Carbon Allotropes
Carbon Allotropes
Carbon Allotropes: a szénatom különböző típusú allotropokat képezhet. A 3D struktúrákban a gyémánt és a grafit a szén allotrópjai. A szén alacsony dimenziós (2D, 1D vagy 0D) allotropokat is képez, amelyeket együttesen szén nanoanyagoknak neveznek. Ilyen nanoanyagok például az 1D szén nanocsövek (CNT) és a 0d fullerének. A szén nanoanyagok listáján a grafén 2D egyrétegű grafit néven ismert.
szén allotropok: A szén, a szerves vegyületek közös eleme, ismert, hogy két allotróp formában létezik, gyémánt és grafit. 1985-ben felfedezték a fullerének nevű szén harmadik formáját. A fullerének nagy szén-ketrec molekulák, amelyeket a benzol háromdimenziós analógjainak tekintnek. A fullerének leggyakoribb formája a Buckminster fullerén (C60), amelynek 60 szénatomja gömb alakú szerkezetben van elrendezve. A C60 molekula, más néven Buckyball vagy Buckminsterfullerene, körülbelül 7 ^ átmérőjű. A C60 molekulák kondenzálódnak, hogy gyengén kötött molekulák szilárd anyagát képezzék. Ezt a kristályos állapotot fulleriteknek nevezik.
cnt-structure-nanoshel
a szén nanocsövek (CNT-k) a grafénlemez hengerbe történő feltekerésével készülnek. Ezek a nanoszerkezetek hosszúság / átmérő arányban vannak kialakítva (1,32 108): 1, ami lényegesen nagyobb, mint bármely más anyag. Ahogy a nevük is sugallja, a nanocső átmérője néhány nanométer nagyságrendű, míg akár 18 centiméter hosszú is lehet. A CNT-k a legígéretesebb jelöltek a nanoelektronika területén, különösen az összekapcsolási alkalmazások esetében. A fémes CNT-k sok kutatási érdeklődést váltottak ki alkalmazhatóságuk miatt, mivel a VLSI összekapcsolódik a magas hőstabilitás, a magas hővezető képesség és a nagy áramhordozó képesség miatt. A CNT képes 103 MA/cm2-t meghaladó áramsűrűséget hordozni, ami javíthatja az elektromos teljesítményt, valamint kiküszöbölheti az elektromos migráció megbízhatóságával kapcsolatos aggályokat, amelyek a jelenlegi nanoméretű Cu összeköttetéseket sújtják.
mind a CNT-k, mind a GNR-k (grafén nano szalagok) grafénlemezből származó szerkezetekként érthetők. A grafénlemez egy szénatomréteg, amely 2D Méhsejt rácsszerkezetbe van csomagolva. CNT, hengerelt grafén lapnak tekinthető, a lap élei össze vannak kötve, hogy varrat nélküli hengert képezzenek. A CNT-k a cikk-cakk és a fotelszerkezetek közé sorolhatók.
a fotel CNT-k esetében az n1 és n2 királis indexek egyenlőek, míg a cikk-cakk CNT-k esetében n1 vagy n2 = 0. Az indexek egyéb értékei esetében a CNT-ket királisnak nevezik. Különböző szerkezetüktől függően a CNT-k fémes vagy félvezető tulajdonságokkal rendelkezhetnek. A fotel CNT-k mindig fémesek, míg a cikk-cakk CNT-k fémesek vagy félvezetők. Statisztikailag a CNT-k természetes keveréke 1/3rd fémes és 2/3rd félvezető chiralitásokkal rendelkezik. A koncentrikusan hengerelt grafénlemezek számától függően a CNT-ket is osztályozzák egyfalú (SWNT), kettős falú (DWNT), és többfalú CNT-k (MWNT). Az SWNT szerkezetét úgy lehet megfogalmazni, hogy egy atom vastag grafénréteget varrat nélküli hengerbe csomagolnak. Az MWNT két vagy több hengerelt koncentrikus grafénrétegből áll. A DWNT-t az MWNT speciális típusának tekintik, ahol csak két koncentrikusan feltekercselt grafénlemez van jelen.
szén nanocsövek szintézise
szén allotropok: a kémiai gőzlerakódás a leginkább ígéretes módszer a szén nanocsövek tömegtermelésére. Sokkal alacsonyabb hőmérsékleten működik, és nagyobb mennyiségben termel nanocsöveket, mint az ívkisülés vagy a lézeres párologtatás.
a Nanoshel a többfalú szén nanocsövek (MWNTs) és az egyfalú szén nanocsövek (SWNTs) szintézisének mestere a katalitikus kémiai gőzlerakódással. A szén nanocsövek (CNT-k) egyedülálló nanoszerkezetek, amelyek figyelemre méltó elektronikus és mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, és világszerte óriási érdeklődést váltottak ki. A katalitikus kémiai gőzfázisú leválasztás (CCVD) jelenleg a legígéretesebb technika a szén nanocsövek (CNT-k) nagy léptékű, alacsony költségű és egy erre a célra szolgáló szubsztrátumon történő előállítására. Az eljárás egy széntartalmú gáz bomlását jelenti egy támogatott katalizátor felett. Ellentétben a CNT-k növekedéséhez használt bőséges szénforrásokkal, szintézisük a szénforrás termikus bomlási reakciójára korlátozódik. A növekedési paraméterek optimalizálása többnyire empirikus marad.
ív-párolgási szintézis, más néven elektromos ívkisülés, már régóta ismert, mint a legjobb módszer a fullerének szintetizálására, és a legmagasabb minőségű szén nanocsöveket is előállítja. A Nanoshel többfalú szén nanocsöveket (MWNTs) és egyfalú szén nanocsöveket (SWNTs) is szintetizál az ívkisülési módszerrel. Az ív magas hőmérséklete lehetővé teszi az alapkutatásra alkalmas, nagyon magas szerkezeti minőségű CNT-k kialakulását. Gyakran mutatnak tulajdonságokat, közel az elmélet által megjósoltakhoz.
A CNT-k Funkcionalizálása
szokatlan fizikai tulajdonságaik és nagy alkalmazási potenciáljuk következtében a szén nanocsövek felkeltették a kutatók érdeklődését.
Több, a lehetséges alkalmazások igényelnek kiterjesztett funkcionalizálása szén nanocsövek, hogy azok folyamat képes, és hogy beállítsa a tulajdonságok funkcionalizálása CNTs bármely csoport létrehozza az új típusú vagy új osztály anyag új tulajdonságokkal. A funkcionalizálás segíthet a félig vezető csövek elválasztásában a fémektől, a nanocsövek tisztításához.
a Nanoshel a különböző funkcionális csoportokkal rendelkező szén nanocsövek módosításán dolgozik, hogy javítsa a CNT-k tulajdonságait, képességét az újabb alkalmazásokhoz. A Nanoshel kereskedelmi forgalomban olyan iparágakkal is foglalkozik, amelyek mind a CNT-kkel, mind a funkcionalizált CNT-kkel foglalkoznak a követelménynek megfelelően.
szén allotropok: a Nanoshel tudósainak kutatócsoportja SLAC akkumulátoron dolgozik. Új elektrolit anyagot próbálnak felfedezni a gyors töltéshez és a lassú kisüléshez. Az új elektrolit anyag lehet szerves vagy szervetlen. A kutatócsoport az MWCNT előre meghatározott összetételét használja az akkumulátor tárolási teljesítményének növelése érdekében. Csapatunk célja a nagy teljesítményű és kompakt méretű akkumulátor szintetizálása, ezen dolgozunk.