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炭素同素体

炭素同素体:炭素原子は、同素体の様々なタイプを形成することができます。 3D構造では、ダイヤモンドとグラファイトは炭素の同素体です。 炭素はまた、総称して炭素ナノ材料として知られている低次元(2D、1Dまたは0D)同素体を形成する。 そのようなナノ材料の例は、1Dカーボンナノチューブ(Cnt)および0Dフラーレンである。 カーボンナノマテリアルのリストでは、グラフェンはグラファイトの2D単層として知られています。炭素同素体

炭素同素体

: 有機化合物の共通元素である炭素は、ダイヤモンドとグラファイトの二つの同素体形態で存在することが知られている。 1985年、フラーレンと呼ばれる炭素の第三の形態が発見された。 フラーレンはベンゼンの三次元類似体であると考えられる大きな炭素ケージ分子である。 フラーレンの最も豊富な形態は、球状構造に配置された60個の炭素原子を有するバックミンスターフラーレン(C60)である。 BuckyballまたはBuckminsterfullereneとしても知られているC60分子は、直径が約7Åである。 C60分子は、弱い結合分子の固体を形成するために凝縮します。 この結晶状態はフラーライトと呼ばれています。

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カーボンナノチューブ(Cnt)は、グラフェンのシートを円柱に巻き上げることによって作られています。 これらのナノ構造は、他のどの材料よりも有意に大きい(1.32×108):1までの長さと直径の比で構成されている。 その名前が示すように、ナノチューブの直径は数ナノメートルのオーダーであり、長さは最大18センチメートルである。 Cntは、特に相互接続アプリケーションのためのナノエレクトロニクスの分野で最も有望な候補です。 金属Cntは,高い熱安定性,高い熱伝導率,および大電流搬送能力のために,VLSI相互接続としての適用性について多くの研究関心を呼んでいる。 CNTは103MA/cm2を超える電流密度を運ぶことができ、電気的性能を向上させるだけでなく、電流ナノスケールのCu相互接続を悩ませる電気移動信頼性の

CntとGNRs(グラフェンナノリボン)の両方がグラフェンシートから派生した構造として理解することができます。 グラフェンシートは、2次元ハニカム格子構造に充填された炭素原子の単層である。 転がされたグラフェンシートとして考慮されるCNTに継ぎ目が無いシリンダーを形作るためにシートの接合箇所の端が一緒にあります。 Cntはジグザグ形および肘掛け椅子の構造に分類することができる。肘掛け椅子Cntの場合、カイラル指数n1とn2は等しく、ジグザグCntの場合、n1またはn2=0です。

指数の他の値については、Cntはカイラルとして知られています。 それらの異なる構造に応じて、Cntは、金属または半導体特性を示すことができる。 肘掛け椅子Cntはジグザグ形Cntが実際のところ金属または半導体である一方、金属である。 統計的に、Cntの自然な組合せに1/3rd金属および2/3rd半導体のキラリティがあります。 同心円状に圧延されたグラフェンシートの数に応じて、Cntは単層(SWNT)、二重壁(DWNT)、および多層Cnt(MWNT)に分類されます。 SWNTの構造は、グラフェンの一原子厚の層をシームレスな円筒に包むことによって概念化することができる。 MWNTは、グラフェンのロールアップ同心層の二つ以上の数で構成されています。 DWNTは,同心円状に巻上げられたグラフェンシートが二つしか存在しない特殊なタイプのMWNTと考えられている。

カーボンナノチューブの合成

炭素同素体:化学蒸着は、カーボンナノチューブの大量生産のための最も約束を持つ方法です。 それは大いに低温で作動し、アーク放電かレーザーの蒸発より多量のナノチューブを作り出します。

Nanoshelは、触媒化学蒸着による多壁カーボンナノチューブ(Mwnt)と単壁カーボンナノチューブ(Swnt)の合成のマスターです。 カーボンナノチューブ(Cnt)は、顕著な電子的および機械的特性を有するユニークなナノ構造であり、世界的に大きな関心を集めている。 触媒化学蒸着(CCVD)は,大規模かつ低コストで基板上の専用の場所でカーボンナノチューブ(Cnt)を製造するための最も有望な技術である。 この方法は、担持された触媒上で炭素含有ガスを分解することからなる。 Cntの成長に使用される豊富なタイプの炭素源とは対照的に、それらの合成は炭素源の熱分解反応に限定される。 成長パラメータの最適化はほとんど経験的なままである。また、アーク放電として知られているアーク蒸発合成は、長い間フラーレンを合成するための最良の方法として知られており、それはまた、最高品質のカーボンナノチューブを生成します。

アーク蒸発合成は、フラーレンを合成するための最良の方法として知られています。 また,アーク放電法により多壁カーボンナノチューブ(Mwnt)と単壁カーボンナノチューブ(Swnt)を合成した。 アークの高温は基礎研究のために適した非常に高い構造質のCntの形成を可能にする。 それらはしばしば理論によって予測されるものに近い性質を示す。

Cntの機能化

その異常な物理的性質と大きな応用可能性の結果として、カーボンナノチューブは研究者の関心を集めています。

さらに、潜在的なアプリケーションは、それらが可能なプロセスにし、その特性を調整するためにカーボンナノチューブの拡張機能化を必要とする任意のグループとCntの機能化は、新しいタイプまたは新しいプロパティを持つ材料の新しいクラスを作成します。 機能化はまたナノチューブを浄化するために金属物から半導電性管を分けるのを助けるかもしれません。

Nanoshelは、新しいアプリケーションのためのCntの特性、能力を高めるために、様々な官能基を持つカーボンナノチューブの修飾に取り組んでいます。 また、Nanoshelは条件によってCntおよびfunctionalized Cnt両方に取り組んでいる企業を商業的に取扱います。

炭素同素体:ナノシェルの科学者の研究チームは、SLACバッテリーに取り組んでいます。

炭素同素体:Nanoshelの科学者の研究チーム 彼らは急速充電と遅い放電のための新しい電解質材料を発見しようとしています。 新しい電解質材料は、有機または無機であり得る。 研究チームは、mwcntを事前に定義された組成で使用して、バッテリーの蓄電力を強化します。 私達のチームの目標は高い発電を総合することであり、密集した大きさで分類された電池および私達はそれに取り組んでいます。

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