Karbon nanobud



All kunnskapen som mennesket har samlet i århundrer om Karbon nanobud er nå tilgjengelig på internett, og vi har samlet og bestilt den for deg på en mest mulig tilgjengelig måte. Vi vil at du skal kunne få tilgang til alt relatert til Karbon nanobud som du vil vite raskt og effektivt; at opplevelsen din er hyggelig og at du føler at du virkelig har funnet informasjonen om Karbon nanobud som du lette etter.

For å nå våre mål har vi gjort en innsats for ikke bare å få den mest oppdaterte, forståelige og sannferdige informasjonen om Karbon nanobud, men vi har også passet på at utformingen, lesbarheten, lastehastigheten og brukervennligheten til siden være så hyggelig som mulig, slik at du på denne måten kan fokusere på det essensielle, kjenne til all data og informasjon som er tilgjengelig om Karbon nanobud, uten å måtte bekymre deg for noe annet, vi har allerede tatt hånd om det for deg. Vi håper vi har oppnådd vårt formål og at du har funnet informasjonen du ønsket om Karbon nanobud. Så vi ønsker deg velkommen og oppfordrer deg til å fortsette å nyte opplevelsen av å bruke scientiano.com.

I nanoteknologi er et karbon- nanobud et materiale som kombinerer karbon-nanorør og sfæroidiske fullerener , begge allotroper av karbon , i samme struktur, og danner " knopper " festet til rørene. Karbonnanobuds ble oppdaget og syntetisert i 2006.

I dette materialet er fullerener kovalent bundet til de ytre sideveggene til den underliggende nanorøret. Følgelig har nanobuds egenskaper av både karbon-nanorør og fullerener. For eksempel er de mekaniske egenskapene og den elektriske ledningsevnen til nanobobene de samme som tilsvarende karbonnanorør. Imidlertid, på grunn av den høyere reaktiviteten til de vedlagte fullerenmolekylene, kan hybridmaterialet bli ytterligere funksjonalisert gjennom kjent fullerenkjemi. I tillegg kan de vedlagte fullerenmolekylene brukes som molekylære ankre for å forhindre glidning av nanorørene i forskjellige komposittmaterialer, og dermed modifisere komposittets mekaniske egenskaper.

På grunn av det store antallet sterkt buet Fulleflater som virker som elektronemisjonssteder på elektrisk ledende karbon nanorør, nanobuds har fordelaktige felt elektronemisjons- karakteristika. Tilfeldig orienterte nanobud har allerede vist seg å ha en ekstremt lav arbeidsfunksjon for feltelektronemisjon . Rapporterte testmålinger viser (makroskopiske) feltterskler på ca. 0,65 V / m, (ikke-funksjonaliserte enveggede karbonnanorør har en makroskopisk feltterskel for feltelektronemisjon ~ 2 V / m) og en mye høyere strømtetthet sammenlignet med den av de tilsvarende rene enveggede karbon-nanorørene. Elektrontransportegenskapene til visse nanobud-klasser er behandlet teoretisk. Studien viser at elektroner faktisk går til nakke- og knoppområdet i nanobud-systemet.

Canatu Oy, et finsk selskap, hevder immaterielle rettigheter for nanobud-materiale, dets synteseprosesser og flere applikasjoner.

Eiendommer

Karbonnanobuds (CNBs) har noen egenskaper av karbonnanorør som endimensjonal elektrisk ledningsevne, fleksibilitet og tilpasningsevne til produksjon, samtidig som de har noen kjemiske egenskaper av fullerener . Eksempler på disse egenskapene inkluderer å engasjere seg i cycloaddition-reaksjoner og kan lett danne de kjemiske bindinger som er i stand til å feste seg til andre molekyler med komplekse strukturer. CNB har en mye høyere kjemisk aktivitet enn enveggede karbonnanorør (SWCNT).

Elektriske egenskaper

Denne nye strukturen har vist seg å ha elektroniske egenskaper som skiller seg fra fullerener og karbonnanorør (CNT). CNB viser lavere feltterskler og høyere strømtetthet og elektrisk feltutslipp enn SWCNT. De kjemiske bindingene mellom nanorørets vegg og fullerenene på overflaten kan føre til ladningsoverføring mellom overflatene. Tilstedeværelsen av fullerener i CNB fører til mindre buntdannelse og større kjemisk reaktivitet. CNB kan delta i cycloaddiiton-reaksjoner og danne lett de kjemiske bindingene som er i stand til å feste molekyler med komplekse strukturer. Dette kan forklares med større tilgjengelighet av CNB-overflate til reaktantene, tilstedeværelsen av - konjugerte strukturer, og å ha 5-atomringer med overskytende pirimideringsenergi. Formasjonsenergi indikerte at forberedelse av CNB er endoterm, noe som betyr at det ikke er gunstig å lage.

Alle CNB-er driver, uavhengig av om enkeltvegget CNT er en metallisk eller halvledende base. Båndgapet til karbon nanobuds er ikke konstant, det kan endres gjennom størrelsen på fullerenegruppen. Festingen av C 60 lagt til lenestolorienteringen til SWCNT åpner båndgapet. På den annen side kan det å legge det til en halvledende SWCNT introdusere urenhetstilstander til båndgapet, noe som vil redusere båndgapet. Båndgapet til CNB kan også modifiseres ved å endre tettheten til karbonene i C 60 festet til sideveggen til SWCNT.

Magnetiske egenskaper

Geometriske faktorer er integrerte for å studere de magnetiske egenskapene til nanobuds. Det er to strukturer av CNB som er ferromagnetiske i bakken, og to som ikke er magnetiske. Det vedlagte C 60- molekylet på overflaten av CNT-ene gir mer plass mellom nanorørene, og vedheft mellom de enkeltvegger CNTS kan svekkes for å forhindre dannelse av tette bunter av CNT-er. Karbon-nanobuds kan brukes som molekylær støtte for å forhindre at matrisen glir i komposittmaterialer og for å øke den mekaniske styrken til dem.

Strukturelle egenskaper

Stabiliteten til CNB er avhengig av typen karbon-karbonbinding som er dissosiert i syklastdisjonsreaksjonen. Det har vist seg at karbonatomene i den SWCNT nær Fulle C- 60 -molekylet ble trukket utover fra den opprinnelige veggflaten på grunn av kovalent binding med cykloaddisjonsreaksjon mellom Fulle og nanorør; i tillegg ble deres binding transformert fra sp 2 til sp 3 hybridisering . En analyse ved bruk av Raman-spredningsspektroskopi viser at CNB-prøven hadde sterkere kjemisk modifikasjon sammenlignet med CNT. Dette indikerer at det er en karbon sp 3- hybridisering som oppstår etter kjemisk tilsetning av CNB.

Syntese

Enveggs karbonnanorør, SWCNTs, er i stand til å dekkes med kovalent bundet fullerener (en bestemt type sfæroid karbon). Dette kunne oppstå når vanndamp eller karbondioksidkonsentrasjoner ble satt inn i reaktoren. Denne forekomsten produserer et materiale som ligner knopper som er på en tregren. Derfor er dette resonnementet bak begrepet, nanobud, som blir valgt for materialet.

Dampkonsentrasjonene for vannet og tettheten til fullerenene ble sett på med mye mer detaljer. Ved 45 ppm og høyere begynte nanobuddene å bli dannet i overflod. Imidlertid, når konsentrasjonen for vannet som ble tilsatt var omtrent 365 ppm, skjedde det noe annet. I stedet for å være en betydelig mengde nanobob, inneholdt den en stor mengde inaktive katalysatorpartikler.

Karakterisering

Det er flere metoder som ble brukt for å oppdage fullerenene på enkeltveggs karbon nanorøroverflater, hver med sitt eget bidrag til det som for tiden er kjent om nanobuds. Noen få av disse metodene er ultrafiolett synlig spektroskopi (UV-Vis), overføringselektronmikroskopi (TEM) og skanningstunnelmikroskopi (STM).

For å se enda nærmere på funksjonaliteten til CNB og hvordan karbon-nanorørene i envegg samhandler med fullerenene for å produsere nanobobene, ble det gjort beregninger. Beregningene som ble gjort kom fra atomistisk tetthetsfunksjonsteori (kvantemekanisk modelleringsmetode) og ga ganske mye informasjon om bindingen som pågår. De fortalte forskerne at det ser ut til å være to muligheter for interaksjonen. En av mulighetene er at fullerenene kan bindes kovalent til karbonnanorørene med en vegg. Den andre muligheten er at fullerenene danner hybridstrukturer.

Uansett hvordan de binder seg til nanorørene med en vegg, har studier vist at fullerenene er stasjonære og ikke synes å ønske å bevege seg fra interaksjonen med nanorørene, og konkluderer med at båndet de har er veldig sterk. Denne studien ble gjort ved hjelp av overføringselektronmikroskopi.

En annen studie ble gjort for å se hvordan vasking av nanoknopper i forskjellige løsningsmidler, som toluen , dekalin og heksan , ville påvirke fullerenene og deres interaksjon med nanorørene. Av løsningsmidlene som ble testet, resulterte ingen av dem i at fullerener ble oppløst i løsningsmidlet. Dette fortsetter å forsvare oppdagelsen av at båndet mellom de to er betydelig sterk. I en ytterligere studie som ble gjort, ble det oppdaget at hver av nanobudprøvene inneholdt oksygen.

applikasjoner

Forskning, utvikling og produksjon av fleksibel og gjennomsiktig elektronikk er avhengig av nye materialer, eller materialer som er mekanisk fleksible, lette og relativt lave. Disse materialene må også være ledende og optisk gjennomsiktige. På grunn av deres nære forhold til karbon-nanorørfamilien, tilbyr karbon NanoBuds alle disse egenskapene, i tillegg til mer på grunn av deres inkludering av fulleren.

Esko Kauppinen, professor og forsker ved Helsinki University of Technology og teknologiutviklingsorganisasjonen VTT Biotechnology, og teamet hans fant at karbon NanoBuds har egenskaper som ofte er assosiert med kaldelektronfeltemittere. Slike materialer avgir elektroner ved romtemperatur under et høyt anvendt elektrisk felt, en egenskap som er veldig viktig med tanke på teknologier som flatskjerm og elektronmikroskop. Carbon NanoBuds kan være mye mer effektive enn flate overflater med hensyn til hvor effektivt de kan avgi elektroner. Dette skyldes de mange buede overflatene på både fulleren og karbon nanorør som utgjør karbon NanoBud.

Som et resultat av krumningen av fullerenene og nanorørene, kan nesten hvilken som helst overflate potensielt bli transformert til en overflate med berøringsfølsom evne. Canatu, et selskap som spesialiserer seg på elektroniske karbon NanoBud-produkter, hevder at filmene som kommer fra syntesen av NanoBuds er veldig robuste og fleksible. De hevder også at NanoBuds tillater enkel påføring på fleksible og buede overflater. NanoBuds er i stand til å opprettholde sine elektroniske evner mens de blir bøyd opp til 200 prosent. Denne egenskapen er et resultat av de avrundede overflatene, som lar NanoBuds gli forbi hverandre uten å skade materialets elektroniske struktur. Vanligvis lages berøringsskjermoverflater ved å plassere et ark med indiumtinnoksid, også en gjennomsiktig film, over en skjerm. Imidlertid er indiumtinnoksydplater veldig sprø som glass og kan bare påføres på relativt flate overflater for å opprettholde integriteten til strukturen.

Som et resultat av deres nære avstamning med karbonnanorør, har NanoBuds en avstemmelig elektrisk ledningsevne. Siden de elektriske egenskapene til NanoBuds kan innstilles individuelt (forutsatt at enveggs nanorør med forskjellige regioner med forskjellige elektriske egenskaper er en del av NanoBud), er det ifølge Esko Kauppinen og hans team fullt mulig at NanoBuds på et tidspunkt brukes i applikasjoner som minnelagringsenheter og kvantepunkter. Kauppinen-teamet hevder at ledningsevnen til den krystallinske karbonstrukturen tillater denne applikasjonen. Faktisk tillater den lille størrelsen på karbon-nanorør og karbon-NanoBuds i teorien en veldig høy tetthet av energilagring. Den vanligste minneteknologien som er assosiert med karbon NanoBuds er Nano random-access memory (NRAM), eller Nano-RAM. Denne teknologien er en type ikke-flyktig random access-minne, men den er basert på posisjonen til karbon-nanorør, eller i dette tilfellet, karbon-NanoBuds på en chip som substrat. Det utviklende selskapet Nantero gir det sitt vanlige navn, NRAM. Sammenlignet med andre former for ikke-flyktig random access-minne, har NanoRAM flere fordeler, men man skiller seg virkelig ut. NRAM antas å være innenfor en rekke nye minnesystemer, et utvalg som mange tror er universelt. Nantero hevder at Nano-RAM (NRAM) til slutt kunne erstatte nesten alle minnesystemer fra flash til DRAM til SRAM.

Se også

Referanser

Opiniones de nuestros usuarios

Cecilie Svendsen

Denne oppføringen på Karbon nanobud har fått meg til å vinne et veddemål, som mindre enn gir det en god poengsum.

Birgitte Magnussen

Flott innlegg om Karbon nanobud.

Randi Isaksen

Det er en stund siden jeg har sett en artikkel om Karbon nanobud skrevet på en så didaktisk måte. Jeg liker det.