Одношарові і багатошарові нанотрубки
Семінарське заняття №1
Наноматеріали, нанотехнології
План
1. Загальна характеристика наноматеріалів, нанотехнологій.
2. Аналіз методів отримання наноматеріалів.
3. Нанотрубки, властивості та застосування.
4. Фулерени. Фулерити. Властивості за застосування.
5. Графен. Перспективи застосування.
6. Застосування нанотехнологій в біології та медицині.
7. Методи дослідження наноматеріалів. Атомно-силовий мікроскоп.
8. Методи дослідження нанометаріалів. Скануючий електронний мікроскоп.
9. Нанокластери та нанокристали.
10. Наноплівки, нанодротини.
11. Наносуспензії, наноемульсії.
12. Фрактали, фрактальні утворення в наноматеріалах.
1. Загальна характеристика наноматеріалів, нанотехнологій.
Нині в усьому світі спостерігається інтенсивне поширення нанотехнологій, тобто технологій, спрямованих на отримання та ефективне практичне використання нанооб’єктів і наносистем із заданими властивостями, які знаходять застосування у мікроелектроніці та енергетиці, в хімічній
та харчовій і парфумерно-косметологічній промисловості, у сільському господарстві, біології, фармакології, медицині тощо.
Ще у 1959 р. американським фізиком Річардом Фейнманом (Richard Feynman) в його доповіді у Каліфорнійському інституті технологій, названій «Внизу багато місця» («There is plenty of room at the bottom») було висловлено припущення, що незабаром багато матеріалів і пристроїв виготовлятимуться на атомарному або молекулярному рівні, який допоможе одержувати матеріали з небаченими досі властивостями.
|
|
|
Згодом, у 1974 р. на міжнародній конференції в Токіо професор Токійського наукового університету Норіо Танігучі (Norio Tangichi) уперше використав термін «нанотехнологія» (НТ) у своїй доповіді «Основні принципи нанотехнології». На думку Танігучі, нанотехнологія включає процес обробки, поділу, побудови та зміни матеріалів шляхом впливу на них одним атомом або однією молекулою.
Як відомо, слово «нано» грецького походження — nanos (карлик). У візуальному масштабі нанотехнологічні об'єкти можна уявити, порівнявши тенісний м'яч і нашу планету.
Головним імпульсом до розвитку нанотехнологій став ряд ключових розробок у галузі приладобудування протягом 1980-х років, і перш за все, створення у 1981 р. скануючого тунельного мікроскопа Гердом Біннігом (Gerd Binning) і Генріхом Рорером (Heinrich Rohrer) у дослідницькій лабораторії IBM, що дозволило одержувати зображення різних поверхонь з розрізненням на атомному рівні. Ще однією важливою віхою на цьому шляху слід зазначити винахід атомного силового мікроскопа (АСМ) у 1986 р. Результатами подальших розробок стало створення перших наноматеріалів, багато з яких невдовзі знайшли найширше застосування. Їх використання дозволило, з одного боку, істотно поліпшити багато вже існуючих продуктів, з іншого — створити принципово нові конструкційні та функціональні матеріали із значно покращеними фізичними і хімічними властивостями.
|
|
|
Отже, під терміном «нанотехнологія» розуміють сукупність методів і прийомів, що забезпечують можливість під контролем спрямовано створювати і модифікувати об'єкти, котрі включають компоненти розміром 1–100 нм і які мають принципово нові якості, що дозволяють поліпшувати експлуатаційні та/або споживчі характеристики і властивості отриманих продуктів. Характерно, що за таких масштабів класичні закони фізики багато в чому стають неприйнятними для опису об'єктів, адже доводиться мати справу з квантовими фізичними явищами, які на сьогоднішній день залишаються не повністю вивченими.
Нанотехнологію ще називають системою управління речовиною на атомарно-молекулярному рівні. Однак реально говорити про створення нових технологій можна лише після досягнення чіткого контролю за всіма процесами.
Слід розрізняти нанотехнології двох типів залежно від того, за яким принципом відбувається створення кінцевого продукту – «зверху-вниз» або «знизу-вверх». Технологія «зверху-вниз» заснована на зменшенні розмірів тіл механічною або іншою обробкою, аж до отримання об'єктів нанометрового розміру. До таких технологій, наприклад, відносяться модифікація поверхні макрооб'єктів (напилення, шліфування) для поліпшення їх експлуатаційних властивостей (корозійної стійкості, міцності) та отримання нанопорошків різних речовин.
|
|
|
Технологія «знизу-вверх» зводиться до виготовлення нанорозмірного об'єкта шляхом складання з окремих атомів і молекул. Прикладами таких технологій є створення нових композитних матеріалів і макрооб’єктів (наприклад, деталей машин) з покращеними властивостями із нанопорошків. Тобто, об'єктами нанотехнології можуть бути як безпосередньо малорозмірні предмети з характерними для нанодіапазону розмірами як мінімум в одному вимірі (наночастинки, нанопорошки, нанотрубки, нановолокна, наноплівки), так і макроскопічні об'єкти (об'ємні матеріали, окремі елементи пристроїв і систем), структура яких контрольовано створюється і модифікується з допуском на рівні окремих наноелементів. А загалом, пристрої або системи вважаються виготовленими з використанням нанотехнологій, коли як мінімум один з їх основних компонентів є об'єктом нанотехнологій, іншими словами, якщо існує хоча б одна стадія технологічного процесу.
|
|
|
Структури розміром декілька нанометрів можна виявити практично в будь-якому матеріальному об'єкті, створеному людиною. Але це ще не свідчить про застосування НТ. Головною ознакою НТ є можливість керувати процесами перетворення речовини на рівні молекул, створюючи об'єкт з новими, заздалегідь заданими хімічними, фізичними і біологічними властивостями. Адже нанотехнологію можна визначити ще як процес перетворення, виготовлення і застосування структур, пристроїв, систем і матеріалів за допомогою обмеження розмірів і форми цих матеріалів на атомному та молекулярному рівнях.
«Наноматеріали» , згідно з визначенням Єврокомісії (2004) – це матеріали з нанотекстурованими поверхнями, наночастинки (нанопорошки) і нанотрубки розміром 100 нм і менше по одному, двох або трьох вимірах.
Отже, НМ — не один "універсальний" матеріал, а великий клас різних матеріалів, що поєднує їхні сімейства з практично привабливими властивостями. Загалом, НМ можна умовно поділити на три великі категорії:
1. природні (малі частинки, що утворюються у процесах горіння, грунтової і вулканічної активності);
2. антропогенні навмисного походження (наявні у промислових та транспортних викидах);
3. сконструйовані, які є предметом наукового дослідження.
За формою і хімічним складом виділяють такі основні види НМ:
· вуглецеві наночастинки (фулерени, нанотрубки, графен, вуглецеві нанопіни);
· наночастинки простих речовин (не вуглецю);
· наночастинки бінарних сполук;
· препарати наночастинок складних речовин.
Таким чином, до наноматеріалів пропонується відносити як самі наночастинки, які зазвичай складаються з одного або декількох молекулярних елементів вуглецю, заліза, кварцу, титану, полімерів тощо, так і матеріали, що містять ці наночастинки. У свою чергу, наноматеріали можуть складатися виключно з наночастинок або нанотрубок, а композитні наноматеріали — з наночастинок, нанотрубок і фулеренів.
2. Аналіз методів отримання наноматеріалів.
Для дослідження об'єктів і процесів нанотехнології, створення наносистем і розвитку наноіндустрії було необхідно розробити ефективні способи отримання наноструктур і наноматеріалів в достатньому (комерційному або промисловому) кількості.
Початковою сировиною для наноматеріалів є в першу чергу метали та їх оксиди (наприклад, порошки оксиду титану, оксиду кобальту тощо), Природні і синтетичні полімери. Наносистеми на основі природних полімерів можуть служити виключно ефективними носіями біологічно активних речовин, сорбентів й інших матеріалів, Які активно використовуються в медицині, фармацевтиці, при вирішенні екологічних проблем, пов'язаних з утилізацією токсичних компонентів грунту, води, атмосфери, в агропромисловому комплексі.
Графіт - оптимальний матеріал для отримання фулеренів, оскільки його структура має багато спільного зі структурою фулеренів. Проте в даний час ведуться інтенсивні пошуки і інших способів синтезу, в яких вихідною сировиною служать, наприклад, смолисті залишки піролізу вуглецевмісних матеріалів, нафталіну і ряду інших матеріалів.
У табл. 1 представлені найбільш поширені способи одержання наноматеріалів.
Таблиця 1. Основні способи отримання наноматеріалів 
Відомі роботи, в яких електричну дугу між електродами пропускають в середовищі розчинника - толуолу і бензолу. При цьому, як показує подальший мас-спектрометричний аналіз, розчинник заповнюється кластерами вуглецю з числом атомів, мінливих від 4 до 76.
Газофазних метод (при 4000 ° С і вище), що часто використовується для отримання фулерену, годиться тільки для «гостьових» молекул, які термічно стабільні і можуть піддаватися сублімації або випаровуванню.
Найбільш ефективний спосіб отримання фулеренів заснований на термічному розкладанні графіту. Використовуються як електролітичний нагрів графітового електроду, так і лазерне опромінення поверхні графіту. На рис. 1 показана найпростіша схема установки для отримання фулеренів, запропонована В.Кретчмером.
Рис. 1. Простейшая схема установки для получения фуллеренов:
1 — графитовые электроды; 2 — охлаждаемые медные шины; 3 — медный корпус; 4 — упругие пластины (пружины)
Розпилення графіту здійснюється при пропущенні через його електроди 1, розташовані на охолоджуваних шинах 2 струму з частотою 60 Гц, силою струму від 100 до 200 А і напругою 10-20 В. Регулюючи натяг пружин 4, можна добитися, щоб основна частина потужності, що підводиться виділялася в дузі, а не в графітовому стрижні. Камера заповнюється гелієм з тиском 100 торр (те ж, що 1 мм рт. ст.) Ефективність випаровування графіту в цій установці може досягати 10 г/В. При цьому поверхня мідного корпусу 3, охолоджуваного водою, покривається продуктом випаровування графіту, тобто графітової сажею. Якщо отримується порошок зіскоблити і витримати протягом декількох годин в киплячому толуолі, вийде темно-бура рідина. При випаровуванні її в обертовому випарнику утворюється мелкодісперсний порошок. Його маса складає не більше 10% маси вихідної графітової сажі. У порошку міститься до 10% фулеренів С60 (90%) і С70 (10%). Цей метод отримав назву «фуллереновая дуга».
В описаному способі гелій грає роль буферного газу. Атоми гелію найбільш ефективно «гасять» коливальні рухи порушених вуглецевих фрагментів, що перешкоджають їх об'єднання в стабільні структури. Крім того, атоми гелію поглинають енергію, що виділяється при об'єднанні вуглецевих фрагментів. Досвід показує, що оптимальний тиск гелію становить 100 торр.
Для отримання вуглецевих нанотрубок в даний час розроблена більш досконала технологія - синтез в плазмі дугового розряду між графітовими електродами в атмосфері гелію-насос водяне охолодження наночастинки
Рис. 2. Схема установки для получения нанотрубок электродуговым методом
Типова схема електродугової установки для виготовлення наноматеріалів, що містять як нано-трубки і фулерени, так і інші вуглецеві освіти (наприклад, конуси), показана на рис. 2.
При даному способі дуговий розряд виникає і підтримується в камері з охолоджуваними водою стінками при тиску буферного газу (гелію або аргону) близько 500 торр. Зазвичай межелектродна відстань, яке встановлюється автоматично, становить 1-2 мм. Для отримання максимальної кількості нанотрубок струм дуги повинен складати 65-75 А, напруга - 20-22 В, а температура електронної плазми - близько 4000 К. В цих умовах графітовий анод інтенсивно випаровується, поставляючи окремі атоми або пари атомів вуглецю всередину камери. З цих парів на катоді або на охолоджених водою стінках формуються різні вуглецеві наноструктури.
У більшості випадків на катоді утворюється твердий осад макроскопічного розміру (у вигляді плоского плями діаметром 11-12 мм і товщиною до 1,0-1,5 мм). Він складається з наносвязок - ниток довжиною 1-3 мкм діаметром 20-60 нм, що містять 100-150 покладених у гексагональну упаковку одношарових або багатошарових нанотрубок. Такі зв'язки нагадують зв'язки круглих колод, які перевозять на лісовозах, або плоскі плоти на лісосплаві. Нитки наносвязок і окремі нанотрубки часто утворюють безладне (а іноді й упорядковану) мережа, схожу на павутину. Простір цієї павутини заповнено іншими компонентами частинок вуглецю. Оскільки електронна плазма дуги неоднорідна, не весь графіт йде на будівництво нанотрубок. З більшої частини графітового анода утворюються різні наночастинки або навіть аморфний вуглець, які можна Назвати загальним словом «сажа».
Щоб звільнитися від інших вуглецевих утворень, осад піддають ультразвукової обробки в будь Рідини: етанолі, толуолі, діхлоретане, бензолі або інших неполярних розчинниках. В результаті диспергування можна отримати як окремі нанотрубки, так і нерас-щеплений наносвязки (в основному, С60 і С70) з виходом до Ю% за масою. Для відділення сажі розчин після диспергування заливають в центрифугу. Те, що залишається в рідині, і є розчин, що містить нанотрубки або наносвяз-ки, які використовують для досліджень та практичного застосування.
Вважається, що при утворенні фулеренів спочатку утворюються рідкі кластери вуглецю, а потім ці кластери кристалізуються в фулерени з випусканням вільних атомів і мікрокластерів. Однак є й інші способи утворення фулеренів, наприклад за допомогою відпалу вуглецевих кластерів. Ці способи, на відміну від різних моделей «збірки» фулеренів, не передбачають певної структури кластерів, які є попередниками фулеренів.
При абляції (випаровуванні) графіту вуглецеві кластери утворюються в результаті конгломерації атомів і мікрокластерів, що складаються з декількох атомів, що підтверджується розрахунками. Освіта кластерів в парах вуглецю може відбуватися або як гомогенна нуклеація (освіта зародків рідкої фази в метастабільному пересиченій парі), або як спіноідальний розпад (поділ на фази речовини, що знаходиться в термодинамічно нестабільному стані).
Інша можливість ефективного утворення великих вуглецевих кластерів - конгломерація декількох кластерів, що складаються з десятків атомів. Такий процес відбувається, наприклад, при абляції вищих оксидів вуглецю. Мас-спектр вуглецевих кластерів, отриманих при абляції сажі, вказує на можливість співіснування цих двох шляхів утворення великих вуглецевих кластерів: мас-спектр має два максимуми в розподілі фулеренів. Перший максимум (п = 154) відповідає конгломерації атомів і мікрокластерів, другий (п = 450-500) - конгломерації кластерів, що містять десятки атомів. Фулерени утворюються також з самого початку великих кластерів, випаровування з матеріалу, до складу якого входить вуглець. Це відбувається, наприклад, при випаровуванні дрібнодисперсного графітової фольги або вторинної лазерної абляції того ж ділянки поверхні графіту.
Якщо для отримання чистого С60 в макрокількостях досить використовувати електродугової розрядник, то отримання вищих фулеренів вимагає складної і дорогої процедури екстракції, заснованої на ідеях рідинної хроматографії. Цей спосіб дозволяє не тільки відокремити, але й накопичити рідко зустрічаються фулерени С76, С84, С90, і С94. Дані процеси йдуть паралельно отримання С60, відділення якого дозволяє збагатити суміш вищими фулерен.
Рис. 23. Получение из фуллерена С60 фуллерена С70
(более темным цветом выделен добавленный пояс шестиугольников)
Наприклад, при використанні вугільного конденсату, отриманого шляхом термічного випаровування графітового електрода під дією електричної дуги, чистий Сб0виделяется при обробці сумішшю гексану з толуолом у співвідношенні 95:5. Це призводить до вимивання і подальшого виділення чистого фулерену С60.Збільшення в розчині змісту толуолу до 50% дозволяє виділити чистий фулерен С70 (рис. 3), а подальше збільшення виділяє чотири жовтуваті фракції. При повторному хроматографирования цих фракцій на алюмінієвій поверхні виходять досить чисті фулерени С76, С84, С90 і С94. Обробка першою з вказаних фракцій, адсорбованої на алюмінієвій поверхні, сумішшю гексану з толуолом у співвідношенні 95:5 призводить до повного розчинення молекул С70 в суміші. Залишившись жовтуватий конденсат практично повністю складається з молекул С76, що підтверджується даними рідинного хроматографічного аналізу.
Істотні досягнення в технології отримання нанотрубок пов'язані з використанням процесу каталітичного розкладання вуглеводнів. На рис. 4 зображена найпростіша схема такого процесу.
В якості каталізатора використовується мілкодисперсний металевий порошок, який засипають в керамічний тигель 3, розташований в кварцовою трубці 1. Останню поміщають в нагрівальний пристрій (піч) 2, що дозволяє підтримувати температуру в інтервалі від 700 до 1000 ° С. Через кварцову трубку продувають суміш газоподібного вуглеводню та буферного газу 4, наприклад атомарного азоту.
Рис. 4. Схема установки для получения нанотрубок методом химического осаждения:
1 — кварцевая трубка; 2 — печь; 3 — тигель с катализатором; 4 — поток буферного газа
3. Нанотрубки, властивості та застосування.
Вуглецеві нанотрубки — протяжні циліндричні структури діаметром від одного до декількох десятків нанометрів і завдовжки до декількох мікрон складаються з однієї або декількох згорнутих в трубку гексагональних графітових площин (графенів) і закінчуються зазвичай півсферичною головкою.
Синоніми – волокнистий вуглець, каталітичний філаментарний вуглець, волокнистий піровуглець, нановолокна вуглецю.
Загальна інформація
Нанотрубки вуглецю – трубчасті наноутворення вуглецю. Виявлені у 1991 р. Бувають одно- і багатошарові. Відповідно діаметр цих трубок знаходиться у межах 0,4 – 500 нм, а довжина від 1 мкм до декількох десятків мікрометрів (при синтезі довгих волокон – і до десятків см). Утворюються при розкладанні вуглецьвмісних газів (СН4, С2Н4, С2Н2, СО, парів С6Н6 і т.д.) на каталітично активних поверхнях металів (Fe, Co, Ni тощо) при т-рах 300 – 1500 °С. Н.в. можуть набувати найрізноманітніших форм – від прямолінійних до скручених волокон (у т.ч. спіралей). Головна особливість цих вуглецевих наноструктур (як і фулеренів) – їх каркасна форма. Виявлені природні форми Н.в. (напр., у шунгітах), а також можуть продукуватися штучно. При цьому встановлено, що природні Н.в. утворюються при обробці вуглецьвмісних біологічних тканин особливим грибком – карбоксиметилцелюлофагом, який виявлений, зокрема, в карстових печерах Нової Зеландії і в Карелії (родовище шунгіту).
Основні властивості
Міцнісні властивості. Н.в. дуже міцні як на розтяг, так і на згинання – модуль пружності вздовж осі трубки складає 7000 ГПа, тоді як для легованої сталі і найбільш пружного металу ітрію відповідно 200 і 520 ГПа.
Адсорбція газів нанотрубками може відбуватися на зовнішніх і внутрішніх поверхнях, а також у міжтрубному просторі. Так, експериментальне вивчення адсорбції азоту при температурі 77 К на багатошарових трубках із мезопорами завширшки 4,0±0,8 нм показало, що на внутрішній поверхні адсорбується у 5 разів більше частинок, ніж на зовнішній, а ізотерми цих процесів мають різний вигляд. Адсорбція у мезопорах загалом відбувається за класичною теорією капілярної конденсації, а обчислений діаметр пор дорівнює 4,5 нм. Певна специфічність процесу пов’язана із тим, що трубки відкриті тільки з одного кінця. Зростки одношарових нанотрубок добре адсорбують азот. Вихідні очищені трубки мали внутрішню питому поверхню 233 м²/г, зовнішню – 143 м²/г. Обробка нанотрубок соляною та азотною кислотами збільшувала сумарну питому поверхню і збільшувала адсорбційну ємність за бензолом та метанолом.
Електропровідність вуглецевих нанотрубок є ключовим параметром цих об’єктів, від неї залежить їх подальше використання з метою мініатюризації приладів мікроелектроніки. Як показують результати чотириконтактних вимірювань температурних залежностей питомого опору плівки нанотрубок, виконаних в діапазоні температур 0,03 < Т < 300 К, величина опору, виміряного у напрямку, що співпадає з напрямком орієнтації нанотурбок Rраг, знаходиться у діапазоні від 1 до 0,08 Ом. При цьому характер температурної залежності опору наближений до залежності Т1/2 . Аналогічною функцією описується температурна залежність опору Rраг, що вимірюється у поперечному напрямку. Анізотропія опору Rрегр / Rраг наближена до 8 і практично не залежить від температури. При температурах нижче 0,1 К обидві залежності виходять на насичення. Як видно із порівняння результатів вимірювань із наведеними нижче даними, що отримані для індивідуальних нанотрубок, значення питомого опору плівки нанотрубок суттєво перевищує величину, яка характеризує індивідуальну нанотрубку, питомий опір якої, у свою чергу, близький до відповідного значення для графіту. Звідси випливає, що питомий опір плівки нанотрубок визначається не стільки самими нанотрубками, скільки точками контакту між окремими нанотрубками, так що за перенос заряду відповідає стрибковий механізм. Наявність анізотропії вказує на те, що число точок контакту на одиницю довжини в повздовжньому напрямку значно менше, ніж у поперечному. Падіння опору із ростом температури вказує на активаційний характер стрибкового переносу заряду. При дуже низькихтемпературах головним механізмом провідності залишається квантове підбар’єрне тунелювання, що обмежує опір. Обробка експериментальних даних дозволила оцінити висоту потенціального бар’єру (10 меВ) та довжину стрибка (10 нм).
Одна з помітних властивостей нанотрубок – чітко виражена залежність електропровідності від магнітного поля. При цьому у більшості дослідів спостерігається ріст провідності із збільшенням магнітного поля, що відповідає результатам модельних передбачень, згідно з якими магнітне поле, лінії якого орієнтуються перпендикулярно до осі зразка, призводить до утворення рівня Ландау у точці перетину валентної зони та зони провідності. Щільність станів на рівні Фермі зростає, внаслідок чого провідність збільшується. У рамках даної моделі передбачається, що за низьких температур магнітоопір не залежить від температури, а за температур, що більші або наближені до ширини рівня Ландау, він зменшується із температурою. Ця залежність корелює із результатами вимірювань електричного опору джгутів багатошарових трубок діаметром близько 50 нм. Прояв властивостей напівпровідника або металу в Н.в. також залежить від їх геометричних параметрів і виду каталізатора.
Класифікація нанотрубок
Як випливає з визначення, основна класифікація нанотрубок проводиться за способом згортання графітової площини. Цей спосіб згортання визначається двома числами n і m, які задають розкладання напряму згортання на вектора трансляції графітових граток. Це проілюстровано на малюнку.
За значенням параметрів (n, m) розрізняють:
· прямі (ахіральні) нанотрубки
· «крісло» (armchair) n=m
· зигзагоподібні (zigzag) m=0 або n=0
· спіральні (хіральні) нанотрубки
Як неважко здогадатися, при дзеркальному відображенні (n, m) нанотрубка переходить в (m, n) нанотрубку, тому, трубка загального вигляду дзеркально несиметрична. Прямі ж нанотрубки або переходять в себе при дзеркальному відображенні (конфігурація «крісло»), або переходять в себе з точністю до повороту.
Розрізняють металеві і напівпровідникові нанотрубки. Металеві нанотрубки проводять електричний струм навіть при абсолютному нулі температур, тоді як провідність напівпровідникових трубок рівна нулю при абсолютному нулі і зростає при підвищенні температури. Технічно кажучи у напівпровідникових трубок існує заборонена зона. Трубка виявляється металевою, якщо n-m ділиться на 3. Зокрема, металевими є всі трубки типу «крісло». Детальніше див. розділ про електронні властивості нанотрубок.
Одношарові і багатошарові нанотрубки
Сказане відноситься до простих одношарових нанотрубок. У реальних умовах трубки нерідко виходять багатошаровими, тобто є декількома одношаровими нанотрубками, вкладені одна в іншу (так звані "російські матрьошки").
Одношарові та багатошарові коаксіальні нанотрубки утворюються в результаті згортання смуг плоских атомних сіток графіту у безшовні циліндри. Внутрішній діаметр вуглецевих нанотрубок може змінюватися від 0,4 до кількох нанометрів, а у внутрішній об’єм можуть входити інші сполуки. Одношарові трубки мають менше дефектів, а після високотемпературного випалення у інертній атмосфері можна отримати і бездефектні трубки. Тип будови трубки впливає на її хімічні, електронні та механічні властивості. Індивідуальні трубки агрегують із утворенням різних типів зростків, що мають щілини.
Багатошарові нанотрубки відрізняються від одношарових більш широким набором форм та конфігурацій. Різні види будови виявляються як у повздовжньому, так і в поперечному напрямі. Будова типу «російської матрьошки» (Russіan dolls) являє собою сукупність коаксіально вкладених одна в одну одношарових циліндричних нанотрубок. Інший різновид цієї будови, являє собою сукупність вкладених одна в одну коаксіальних призм; остання з наведених структур нагадує сувій (scroll). Для усіх наведених структур характерне значення відстані між сусідніми графеновими шарами, близьке до величини 0,34 нм, що відповідає площинам кристалічного графіту. Реалізація тієї чи іншої будови у певній експериментальній ситуації залежить від умов синтезу нанотрубок.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 220; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!