បំពង់ nanotubes កាបូន CNT គឺជាម៉ូលេគុលស៊ីឡាំងពិសេសដែលមានអង្កត់ផ្ចិតប្រហែលកន្លះណាណូម៉ែត្រ និងប្រវែងរហូតដល់មីក្រូម៉ែត្រជាច្រើន។ បំពង់ nanotubes កាបូនគឺជារចនាសម្ព័ន្ធស៊ីឡាំងពន្លូតប្រហោងដែលមានអង្កត់ផ្ចិតនៃលំដាប់ពីពីរបីទៅរាប់សិប nanometers ប្រវែងនៃ nanotubes ប្រពៃណីត្រូវបានគណនាជាមីក្រូ ទោះបីជារចនាសម្ព័ន្ធដែលមានប្រវែងនៃលំដាប់មីលីម៉ែត្រ និងសង់ទីម៉ែត្រត្រូវបានគេទទួលបានរួចហើយនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ក៏ដោយ។ . ការតំរង់ទិសទៅវិញទៅមកនៃក្រឡាចត្រង្គប្រាំមួយក្រាហ្វិច និងអ័ក្សបណ្តោយនៃបំពង់ណាណូកំណត់សារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់...

ចែករំលែកការងារនៅលើបណ្តាញសង្គម

ប្រសិនបើការងារនេះមិនសមនឹងអ្នកទេ មានបញ្ជីការងារស្រដៀងគ្នានៅខាងក្រោមទំព័រ។ អ្នកក៏អាចប្រើប៊ូតុងស្វែងរកផងដែរ។

ការណែនាំ

សព្វថ្ងៃនេះ បច្ចេកវិទ្យាបានឈានដល់កម្រិតនៃភាពល្អឥតខ្ចោះ ដែលមីក្រូសមាសធាតុត្រូវបានប្រើប្រាស់កាន់តែតិចទៅៗនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាទំនើប ហើយត្រូវបានជំនួសដោយ nanocomponent បន្តិចម្តងៗ។ នេះបញ្ជាក់ពីនិន្នាការឆ្ពោះទៅរកការធ្វើឱ្យឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចកាន់តែតូចជាងមុន។ មានតម្រូវការដើម្បីធ្វើជាម្ចាស់នៃកម្រិតថ្មីនៃការរួមបញ្ចូល - nanolevel ។ ជាលទ្ធផលមានតម្រូវការដើម្បីទទួលបានត្រង់ស៊ីស្ទ័រខ្សែដែលមានទំហំពី 1 ទៅ 20 nanometers ។ ដំណោះស្រាយចំពោះបញ្ហានេះគឺនៅឆ្នាំ 1985 ។ ការរកឃើញនៃ nanotubes ប៉ុន្តែពួកគេបានចាប់ផ្តើមត្រូវបានសិក្សាតែចាប់ពីឆ្នាំ 1990 នៅពេលដែលពួកគេបានរៀនពីរបៀបដើម្បីទទួលបានពួកវាក្នុងបរិមាណគ្រប់គ្រាន់។

បំពង់ណាណូកាបូន (CNTs) គឺជាម៉ូលេគុលស៊ីឡាំងពិសេស

ប្រហែលកន្លះណាណូម៉ែត្រក្នុងអង្កត់ផ្ចិត និងមានប្រវែងរហូតដល់មីក្រូម៉ែត្រជាច្រើន។ ប្រព័ន្ធវត្ថុធាតុ polymer ទាំងនេះត្រូវបានគេរកឃើញដំបូងជាផលិតផលនៃការសំយោគនៃ fullerene C 60 . ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកទំហំណាណូម៉ែត្រ (ម៉ូលេគុល) ត្រូវបានបង្កើតរួចហើយនៅលើមូលដ្ឋាននៃបំពង់ណាណូកាបូន។ វាត្រូវបានគេរំពឹងថានៅពេលអនាគតដ៏ខ្លីខាងមុខពួកគេនឹងជំនួសធាតុនៃគោលបំណងស្រដៀងគ្នានៅក្នុងសៀគ្វីអេឡិចត្រូនិចនៃឧបករណ៍ផ្សេងៗរួមទាំងកុំព្យូទ័រទំនើបផងដែរ។

1. គំនិតនៃបំពង់ណាណូកាបូន

នៅឆ្នាំ 1991 អ្នកស្រាវជ្រាវជនជាតិជប៉ុន Ijima កំពុងសិក្សាប្រាក់បញ្ញើដែលបានបង្កើតឡើងនៅលើ cathode នៅពេលដែល graphite ត្រូវបាន sputtered នៅក្នុងធ្នូអគ្គិសនី។ ការយកចិត្តទុកដាក់របស់គាត់ត្រូវបានទាក់ទាញទៅលើរចនាសម្ព័ន្ធមិនធម្មតានៃដីល្បាប់ដែលមានសរសៃមីក្រូទស្សន៍ និងសរសៃ។ ការវាស់វែងមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងបានបង្ហាញថាអង្កត់ផ្ចិតនៃសរសៃបែបនេះមិនលើសពីប៉ុន្មានណាណូម៉ែត្រទេហើយប្រវែងគឺពីមួយទៅច្រើនមីក្រូ។ ដោយបានគ្រប់គ្រងកាត់បំពង់ស្តើងមួយតាមអ័ក្សបណ្តោយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានរកឃើញថាវាមានស្រទាប់មួយ ឬច្រើន ដែលស្រទាប់នីមួយៗជាក្រឡាចត្រង្គនៃក្រាហ្វិចដែលផ្អែកលើឆកោនដែលមានអាតូមកាបូនដែលមានទីតាំងនៅជ្រុងខាងលើ។ ក្នុងគ្រប់ករណីទាំងអស់ ចម្ងាយរវាងស្រទាប់គឺ 0.34 nm ពោលគឺដូចគ្នាទៅនឹងរវាងស្រទាប់នៅក្នុងក្រាហ្វិចគ្រីស្តាល់។ តាមក្បួនមួយ ចុងខាងលើនៃបំពង់ត្រូវបានបិទជាមួយនឹងមួកអឌ្ឍគោលពហុស្រទាប់ ដែលស្រទាប់នីមួយៗត្រូវបានផ្សំឡើងដោយ ឆកោន និងប៉ង់តាហ្គោន ដែលស្រដៀងនឹងរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលពាក់កណ្តាលពេញ។

រចនាសម្ព័ន្ធពង្រីកដែលមានបណ្តាញឆកោនបត់ដែលមានអាតូមកាបូននៅថ្នាំងត្រូវបានគេហៅថា nanotubes ។ របកគំហើញនៃ nanotubes បានធ្វើឱ្យមានការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំងក្នុងចំណោមអ្នកស្រាវជ្រាវដែលចូលរួមក្នុងការបង្កើតសម្ភារៈ និងរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងគីមីមិនធម្មតា។

បំពង់ nanotubes កាបូនគឺជារចនាសម្ព័ន្ធរាងស៊ីឡាំងពន្លូតប្រហោងដែលមានអង្កត់ផ្ចិតពីពីរបីទៅដប់នៃ nanometers (ប្រវែងនៃ nanotubes ប្រពៃណីត្រូវបានវាស់ជាមីក្រូ ទោះបីជារចនាសម្ព័ន្ធដែលមានប្រវែងនៃលំដាប់នៃមីលីម៉ែត្រនិងសូម្បីតែសង់ទីម៉ែត្រត្រូវបានគេទទួលបានរួចហើយនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍) ។

Nanotube ដ៏ល្អគឺជាស៊ីឡាំងដែលទទួលបានដោយការរមៀលក្រឡាចត្រង្គរាងប្រាំជ្រុងនៃក្រាហ្វិចដោយគ្មានថ្នេរ។ការតំរង់ទិសទៅវិញទៅមកនៃបណ្តាញ graphite hexagonal និងអ័ក្សបណ្តោយនៃ nanotube កំណត់នូវលក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធដ៏សំខាន់បំផុតនៃ nanotube ដែលត្រូវបានគេហៅថា chirality ។ Chirality ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយចំនួនគត់ពីរ ( m, ន ) ដែលបង្ហាញពីទីតាំងនៃក្រឡាចត្រង្គក្រឡាចត្រង្គដែល ជាលទ្ធផលនៃការបត់គួរតែស្របគ្នាជាមួយនឹងឆកោនដែលមានទីតាំងនៅដើម។

ខាងលើត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពទី 1.1 ដែលបង្ហាញពីផ្នែកមួយនៃបណ្តាញក្រាហ្វិចរាងពងក្រពើ ការបត់ចូលទៅក្នុងស៊ីឡាំងនាំទៅដល់ការបង្កើតបំពង់ nanotubes តែមួយស្រទាប់ជាមួយនឹង chirality ផ្សេងគ្នា។ chirality នៃ nanotube ក៏អាចត្រូវបានកំណត់ដោយឡែកពីគ្នាដោយមុំដែលបង្កើតឡើងដោយទិសដៅនៃការបត់របស់ nanotube និងទិសដៅដែល hexagons នៅជាប់គ្នាមានផ្នែករួម។ ទិសដៅទាំងនេះក៏ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 1.1 ។ មានបំរែបំរួលជាច្រើននៃការបត់ nanotubes ប៉ុន្តែក្នុងចំណោមពួកវាគឺជាអ្នកដែលមិនមានលទ្ធផលក្នុងការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយនៃបណ្តាញឆកោន។ ទិសដៅទាំងនេះត្រូវគ្នាទៅនឹងមុំ a = 0 និង a = 30° ដែលត្រូវនឹង chirality(m , 0) និង (2n , n ) ។

សូចនាករ chirality នៃបំពង់ស្រទាប់តែមួយកំណត់អង្កត់ផ្ចិតរបស់វា។ឃ៖

កន្លែងណា d0 = 0.142 nm គឺជាចំងាយរវាងអាតូមកាបូននៅក្នុងក្រឡាចត្រង្គប្រាំមួយក្រាហ្វ។ កន្សោមខាងលើធ្វើឱ្យវាអាចកំណត់ chirality របស់វាពីអង្កត់ផ្ចិតនៃ nanotube មួយ។

រូប ១.១. គំរូសម្រាប់ការបង្កើត nanotubes ជាមួយ chirality ផ្សេងគ្នា នៅពេលដែលក្រឡាចត្រង្គប្រាំមួយក្រាហ្វិចត្រូវបានរមៀលចូលទៅក្នុងស៊ីឡាំងមួយ។

បំពង់ nanotubes កាបូនត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយភាពខុសគ្នានៃរាង។ ឧទាហរណ៍ ពួកវាអាចជាជញ្ជាំងតែមួយ ឬពហុជញ្ជាំង (ស្រទាប់តែមួយ ឬពហុស្រទាប់) ត្រង់ ឬវង់ វែង និងខ្លី។ល។

នៅក្នុងរូបភាព 1.2 ។ និងរូបភាព 1.3 គំរូនៃស្រទាប់កាបូនតែមួយ និងគំរូនៃបំពង់ណាណូកាបូនច្រើនត្រូវបានបង្ហាញរៀងគ្នា។

រូប 1.2 គំរូនៃបំពង់ណាណូកាបូនតែមួយស្រទាប់

Fig.1.3. គំរូនៃបំពង់ nanotube ពហុស្រទាប់កាបូន

បំពង់ nanotubes កាបូនច្រើន ខុសពីស្រទាប់តែមួយ ក្នុងទម្រង់ និងការកំណត់កាន់តែទូលំទូលាយ។ ពូជដែលអាចធ្វើបាននៃរចនាសម្ព័ន្ធឆ្លងកាត់នៃពហុស្រទាប់ nanotubes ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូប 1.4.a និង b ។ រចនាសម្ព័ន្ធដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាព 1.4.a, ត្រូវបានគេហៅថា matryoshka របស់រុស្ស៊ី។ វាគឺជាបំពង់ nanotubes រាងស៊ីឡាំង ស្រទាប់តែមួយដែលដាក់ coaxially ។ រចនាសម្ព័ន្ធដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ 1.4.b, ស្រដៀងនឹងរមូរឬរមូរ។ សម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធទាំងអស់ដែលបានពិចារណា ចម្ងាយជាមធ្យមរវាងស្រទាប់ជាប់គ្នា ដូចជានៅក្នុងក្រាហ្វិតគឺ 0.34 nm ។

រូប ១.៤. ម៉ូដែលនៃផ្នែកឆ្លងកាត់នៃ nanotubes ពហុស្រទាប់: a - matryoshka រុស្ស៊ី,ខ - រមូរ។

នៅពេលដែលចំនួនស្រទាប់កើនឡើង គម្លាតពីរូបរាងស៊ីឡាំងដ៏ល្អកាន់តែច្បាស់ឡើង។ ក្នុងករណីខ្លះសំបកខាងក្រៅយកទម្រង់ជា polyhedron ។ ជួនកាលស្រទាប់ផ្ទៃគឺជារចនាសម្ព័ន្ធដែលមានការរៀបចំមិនប្រក្រតីនៃអាតូមកាបូន។ នៅក្នុងករណីផ្សេងទៀត ពិការភាពនៅក្នុងទម្រង់នៃ pentagons និង heptagons ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើបណ្តាញ hexagonal ដ៏ល្អនៃស្រទាប់ខាងក្រៅនៃ nanotube ដែលនាំឱ្យមានការរំលោភលើរូបរាងស៊ីឡាំង។ វត្តមានរបស់ pentagon បណ្តាលឱ្យប៉ោងមួយ និង heptagon concave ពត់នៃផ្ទៃស៊ីឡាំងនៃ nanotube ។ ពិការភាពបែបនេះនាំឱ្យមានរូបរាងនៃបំពង់ nanotubes bent និង helical ដែលនៅក្នុងដំណើរការនៃការរីកលូតលាស់, រមួល, រមួលក្នុងចំណោមខ្លួនគេបង្កើតរង្វិលជុំនិងរចនាសម្ព័ន្ធពង្រីកផ្សេងទៀតនៃរូបរាងស្មុគស្មាញ។

សំខាន់ Nanotubes បានបង្ហាញឱ្យឃើញថាមានភាពរឹងមាំគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងភាពតានតឹងនិងពត់កោង។ នៅក្រោមសកម្មភាពនៃភាពតានតឹងមេកានិចខ្ពស់ បំពង់ nanotubes មិនរហែក មិនបំបែក ប៉ុន្តែរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ពួកគេត្រូវបានរៀបចំឡើងវិញយ៉ាងសាមញ្ញ។ ដោយវិធីនេះចាប់តាំងពីយើងកំពុងនិយាយអំពីភាពខ្លាំងនៃ nanotubes វាជាការគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ក្នុងការកត់សម្គាល់មួយនៃការសិក្សាចុងក្រោយបំផុតលើលក្ខណៈនៃទ្រព្យសម្បត្តិនេះ។

អ្នកស្រាវជ្រាវនៅសាកលវិទ្យាល័យ Rice ដែលដឹកនាំដោយលោក Boris Jacobson បានរកឃើញថា បំពង់ណាណូកាបូនមានឥរិយាបទដូចជា "រចនាសម្ព័ន្ធព្យាបាលដោយខ្លួនឯងដ៏ឆ្លាតវៃ" (ការសិក្សានេះត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅថ្ងៃទី 16 ខែកុម្ភៈ ឆ្នាំ 2007 នៅក្នុងទស្សនាវដ្តី Physical Review Letters)។ ដូច្នេះ នៅក្រោមភាពតានតឹងផ្នែកមេកានិច និងការខូចទ្រង់ទ្រាយដែលបណ្តាលមកពីការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព ឬវិទ្យុសកម្មវិទ្យុសកម្ម បំពង់ nanotubes អាច "ជួសជុល" ខ្លួនឯងបាន។ វាប្រែថាបន្ថែមពីលើកោសិកាកាបូន 6 បំពង់ nanotubes ក៏មានចង្កោមអាតូមប្រាំនិងប្រាំពីរផងដែរ។ កោសិកាអាតូម 5/7 ទាំងនេះបង្ហាញអាកប្បកិរិយាមិនធម្មតា ដោយជិះកង់តាមបណ្តោយផ្ទៃនៃបំពង់ណាណូកាបូន ដូចទូកចំហុយនៅលើសមុទ្រ។ នៅពេលដែលការខូចខាតកើតឡើងនៅកន្លែងនៃពិការភាព កោសិកាទាំងនេះចូលរួមក្នុង "ការព្យាបាលរបួស" ចែកចាយថាមពលឡើងវិញ។

លើសពីនេះ បំពង់ nanotubes បង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី ម៉ាញ៉េទិច និងអុបទិកដែលមិននឹកស្មានដល់ ដែលបានក្លាយជាវត្ថុនៃការសិក្សាមួយចំនួនរួចទៅហើយ។ លក្ខណៈពិសេសនៃបំពង់ណាណូកាបោនគឺ ចរន្តអគ្គិសនីរបស់ពួកគេ ដែលប្រែទៅជាខ្ពស់ជាងនៃចំហាយដែលគេស្គាល់ទាំងអស់។ ពួកវាក៏មានចរន្តកំដៅដ៏ល្អ មានស្ថេរភាពគីមី ហើយអ្វីដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុតនោះ អាចទទួលបានលក្ខណៈសម្បត្តិ semiconducting ។ នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃលក្ខណៈសម្បត្តិអេឡិចត្រូនិច បំពង់ណាណូកាបូនអាចមានឥរិយាបទដូចលោហៈ ឬដូចជាសារធាតុ semiconductors ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយការតំរង់ទិសនៃពហុកោណកាបូនទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សបំពង់។

Nanotubes មានទំនោរប្រកាន់ខ្ជាប់យ៉ាងតឹងរ៉ឹងគ្នាទៅវិញទៅមក បង្កើតជាឈុតដែលមានលោហៈ និង semiconductor nanotubes ។ រហូតមកដល់ពេលនេះ កិច្ចការដ៏លំបាកមួយគឺការសំយោគនៃអារេនៃបំពង់ nanotubes semiconductor តែមួយគត់ ឬការបំបែក (បំបែក) នៃ semiconductor nanotubes ពីលោហៈ។

2. លក្ខណៈសម្បត្តិនៃបំពង់ nanotubes កាបូន

ផលប៉ះពាល់ capillary

ដើម្បីសង្កេតមើលឥទ្ធិពល capillary វាចាំបាច់ក្នុងការបើក nanotubes ពោលគឺដើម្បីយកផ្នែកខាងលើចេញ - មួក។ ជាសំណាងល្អ ប្រតិបត្តិការនេះគឺសាមញ្ញណាស់។ វិធីមួយដើម្បីយកមួកចេញគឺត្រូវដាក់បំពង់ nanotubes នៅសីតុណ្ហភាព 850°C រយៈពេលជាច្រើនម៉ោងក្នុងស្ទ្រីមកាបូនឌីអុកស៊ីត។ ជាលទ្ធផលនៃការកត់សុីប្រហែល 10% នៃបំពង់ណាណូទាំងអស់ត្រូវបានបើក។ វិធីមួយទៀតដើម្បីបំផ្លាញចុងបិទជិតនៃបំពង់ nanotubes គឺការប៉ះពាល់នឹងអាស៊ីត nitric កំហាប់រយៈពេល 4.5 ម៉ោងនៅសីតុណ្ហភាព 240°C។ ជាលទ្ធផលនៃការព្យាបាលនេះ 80% នៃ nanotubes បើក។

ការសិក្សាដំបូងនៃបាតុភូត capillary បានបង្ហាញថាមានទំនាក់ទំនងរវាងទំហំនៃភាពតានតឹងលើផ្ទៃនៃអង្គធាតុរាវ និងលទ្ធភាពនៃការទាញរបស់វាចូលទៅក្នុងឆានែលណាណូ។ វាបានប្រែក្លាយថាអង្គធាតុរាវជ្រាបចូលទៅក្នុងឆានែល nanotube ប្រសិនបើភាពតានតឹងផ្ទៃរបស់វាមិនខ្ពស់ជាង 200 mN/m ។ ដូច្នេះ ដើម្បីណែនាំសារធាតុណាមួយចូលទៅក្នុង nanotubes សារធាតុរំលាយដែលមានភាពតានតឹងលើផ្ទៃទាបត្រូវបានប្រើប្រាស់។ ឧទាហរណ៍ អាស៊ីតនីទ្រីកប្រមូលផ្តុំ ភាពតានតឹងលើផ្ទៃមានកម្រិតទាប (43 mN/m) ត្រូវបានប្រើដើម្បីបញ្ចូលលោហៈមួយចំនួនទៅក្នុងឆានែលណាណូ។ បន្ទាប់មកការរលាយត្រូវបានអនុវត្តនៅសីតុណ្ហភាព 400 អង្សាសេរយៈពេល 4 ម៉ោងក្នុងបរិយាកាសអ៊ីដ្រូសែនដែលនាំឱ្យមានការថយចុះនៃលោហៈ។ តាមវិធីនេះ បំពង់ណាណូដែលមាននីកែល cobalt និងជាតិដែកត្រូវបានទទួល។

រួមជាមួយនឹងលោហធាតុ បំពង់ណាណូកាបូនអាចត្រូវបានបំពេញដោយសារធាតុឧស្ម័ន ដូចជាអ៊ីដ្រូសែនម៉ូលេគុលជាដើម។ សមត្ថភាពនេះគឺមានសារៈសំខាន់ជាក់ស្តែង ព្រោះវាបើកលទ្ធភាពនៃការផ្ទុកអ៊ីដ្រូសែនដោយសុវត្ថិភាព ដែលអាចត្រូវបានប្រើជាឥន្ធនៈដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាននៅក្នុងម៉ាស៊ីនចំហេះខាងក្នុង។

ធន់នឹងអគ្គិសនីនៃបំពង់ណាណូកាបូន

ដោយសារតែទំហំតូចនៃបំពង់ nanotubes កាបូន មានតែនៅក្នុងឆ្នាំ 1996 ប៉ុណ្ណោះដែលអាចវាស់ស្ទង់ដោយផ្ទាល់នូវភាពធន់អគ្គិសនីរបស់ពួកគេដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ 4-prong ។ ដើម្បីដឹងគុណចំពោះជំនាញពិសោធន៍ដែលត្រូវការសម្រាប់ការនេះ យើងនឹងរៀបរាប់សង្ខេបអំពីវិធីសាស្ត្រនេះ។ ឆ្នូតមាសត្រូវបានដាក់លើផ្ទៃស៊ីលីកុនអុកស៊ីដប៉ូលានៅក្នុងកន្លែងទំនេរ។ Nanotubes ប្រវែង 2-3 µm ត្រូវបានដាក់នៅចន្លោះពួកវា។ បន្ទាប់មក អង្គធាតុ tungsten ចំនួន 4 ដែលមានកំរាស់ 80 nm ត្រូវបានដាក់នៅលើ nanotubes មួយក្នុងចំណោម nanotubes ដែលត្រូវបានជ្រើសរើសសម្រាប់ការវាស់វែង ការរៀបចំដែលត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ។ អាំងវឺតទ័រ tungsten នីមួយៗមានទំនាក់ទំនងជាមួយបន្ទះមាសមួយ។ ចម្ងាយរវាងទំនាក់ទំនងនៅលើ nanotube គឺពី 0.3 ទៅ 1 μm។ លទ្ធផលនៃការវាស់វែងដោយផ្ទាល់បានបង្ហាញថាភាពធន់ទ្រាំនៃ nanotubes អាចប្រែប្រួលក្នុងជួរធំទូលាយចាប់ពី 5.1 10-6 រហូតដល់ 0.8 ohm / សង់ទីម៉ែត្រ។ តម្លៃ p អប្បបរមាគឺជាលំដាប់នៃរ៉ិចទ័រទាបជាងក្រាហ្វិច។ ភាគច្រើននៃ nanotubes មាន conductivity លោហធាតុ ខណៈពេលដែលផ្នែកតូចជាងនេះបង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ semiconductor ដែលមានគម្លាត band ពី 0.1 ទៅ 0.3 eV ។

រូប ២. គ្រោងការណ៍សម្រាប់វាស់ភាពធន់ទ្រាំអគ្គិសនីនៃ nanotube បុគ្គលមួយដោយវិធីសាស្រ្តបួន-probe: 1 - ស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនអុកស៊ីត, 2 - បន្ទះមាស 3 - ផ្លូវដែក tungsten, 4 - បំពង់ណាណូកាបូន។

3. វិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការសំយោគនៃកាបូន nanotubes

3.1 វិធីសាស្រ្តធ្នូអគ្គិសនី

វិធីសាស្រ្តដែលប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតសម្រាប់ការទទួលបាន nanotubes,

ដោយប្រើការបាញ់កំដៅនៃអេឡិចត្រូតក្រាហ្វីតនៅក្នុងប្លាស្មាមួយ។

ការ​បញ្ចេញ​អាក​ដែល​ឆេះ​ក្នុង​បរិយាកាស​អេលីយ៉ូម។

នៅក្នុងការបញ្ចោញធ្នូរវាង anode និង cathode នៅវ៉ុល 20-25 V ចរន្តធ្នូផ្ទាល់ដែលមានស្ថេរភាពនៃ 50-100 A ចម្ងាយ interelectrode 0.5-2 mm និងសម្ពាធ He 100-500 Torr ដែលពឹងផ្អែកខ្លាំង sputtering នៃសម្ភារៈ anode កើតឡើង។ ផ្នែកមួយនៃផលិតផលស្ពាដែលមានសារធាតុក្រាហ្វីត សារធាតុសូលុយស្យុង និងហ្វូលរីន ត្រូវបានដាក់នៅលើជញ្ជាំងត្រជាក់នៃអង្គជំនុំជម្រះ ខណៈដែលផ្នែកដែលមានក្រាហ្វិត និងកាបូនណាណូធូប (MWNTs) ត្រូវបានដាក់នៅលើផ្ទៃ cathode ។ កត្តាជាច្រើនមានឥទ្ធិពលលើទិន្នផលនៃ nanotubes ។

សារៈសំខាន់បំផុតគឺសម្ពាធ He នៅក្នុងបន្ទប់ប្រតិកម្មដែលនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដ៏ល្អប្រសើរពីទស្សនៈនៃផលិតកម្ម NT គឺ 500 Torr និងមិនមែន 100-150 Torr ដូចនៅក្នុងករណីនៃ fullerenes នោះទេ។ កត្តាសំខាន់ដូចគ្នាមួយទៀតគឺចរន្តធ្នូ៖ ទិន្នផលអតិបរិមានៃ NT ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅចរន្តអប្បរមាដែលអាចធ្វើទៅបានដែលចាំបាច់សម្រាប់ការដុតមានស្ថេរភាពរបស់វា។ ការធ្វើឱ្យត្រជាក់ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃជញ្ជាំងអង្គជំនុំជម្រះ និងអេឡិចត្រូតមានសារៈសំខាន់ផងដែរ ដើម្បីជៀសវាងការបំបែកនៃ anode និងការហួតឯកសណ្ឋានរបស់វា ដែលប៉ះពាល់ដល់មាតិកា។

NT នៅក្នុងប្រាក់បញ្ញើ cathode ។

ការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ស្វ័យប្រវត្តិសម្រាប់រក្សាចម្ងាយរវាងអេឡិចត្រូតនៅកម្រិតថេរមួយ បង្កើនស្ថេរភាពនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃការបញ្ចោញធ្នូ និងបង្កើនសម្ភារៈ cathode ជាមួយនឹង nanotubes ។

ប្រាក់បញ្ញើ។

3.2 ការបាញ់ឡាស៊ែរ

នៅក្នុងឆ្នាំ 1995 របាយការណ៍មួយបានលេចចេញឡើងស្តីពីការសំយោគនៃបំពង់ណាណូកាបូនដោយការបាញ់ទៅលើគោលដៅក្រាហ្វិចក្រោមឥទ្ធិពលនៃវិទ្យុសកម្មឡាស៊ែរដែលមានជីពចរនៅក្នុងបរិយាកាសឧស្ម័នអសកម្ម (He ឬ Ar) ។ គោលដៅក្រាហ្វិចស្ថិតនៅក្នុងបំពង់រ៉ែថ្មខៀវនៅសីតុណ្ហភាព 1200អំពី C ដែលតាមរយៈនោះ buffer gas ហូរ។

កាំរស្មីឡាស៊ែរផ្តោតដោយប្រព័ន្ធកែវថតស្កេនផ្ទៃ

គោលដៅក្រាហ្វិត ដើម្បីធានាការហួតឯកសណ្ឋាននៃសម្ភារៈគោលដៅ។

ចំហាយទឹកដែលបណ្តាលមកពីការហួតឡាស៊ែរចូលទៅក្នុងស្ទ្រីម

ឧស្ម័នអសកម្ម និងត្រូវបានយកចេញពីតំបន់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ទៅកាន់តំបន់សីតុណ្ហភាពទាប ដែលជាកន្លែងដែលវាត្រូវបានគេដាក់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមទង់ដែងដែលត្រជាក់ដោយទឹក។

សារធាតុពុលដែលមានផ្ទុក NT ត្រូវបានប្រមូលពីស្រទាប់ខាងក្រោមទង់ដែង ជញ្ជាំងនៃបំពង់រ៉ែថ្មខៀវ និងផ្នែកបញ្ច្រាសនៃគោលដៅ។ ក៏ដូចជានៅក្នុងវិធីសាស្រ្តធ្នូវាប្រែចេញ

ប្រភេទជាច្រើននៃសម្ភារៈបញ្ចប់:

1) នៅក្នុងការពិសោធន៍ដែលក្រាហ្វិចសុទ្ធត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ជាគោលដៅ MWNTs ត្រូវបានគេទទួលបានដែលមានប្រវែងរហូតដល់ 300 nm និងមានស៊ីឡាំង graphene 4-24 ។ រចនាសម្ព័ន្ធនិងការប្រមូលផ្តុំនៃ NTs បែបនេះនៅក្នុងសម្ភារៈចាប់ផ្តើមត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយសីតុណ្ហភាព។ នៅ 1200អំពី ជាមួយនឹងការសង្កេតទាំងអស់ NT មិនមានពិការភាព និងមានមួកនៅខាងចុង។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពសំយោគត្រូវបានបន្ទាបដល់ 900អំពី C, ពិការភាពបានលេចឡើងនៅក្នុង NT ចំនួនដែលកើនឡើងជាមួយនឹងការថយចុះបន្ថែមទៀតនៃសីតុណ្ហភាពនិងនៅ 200អំពី គ្មានការបង្កើត NT ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញទេ។

2) នៅពេលដែលបរិមាណតិចតួចនៃលោហៈផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានបន្ថែមទៅគោលដៅ SWCNTs ត្រូវបានសង្កេតឃើញនៅក្នុងផលិតផល condensation ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្នុងអំឡុងពេលហួត គោលដៅបានក្លាយទៅជាសម្បូរទៅដោយលោហៈ ហើយទិន្នផល SWNT បានថយចុះ។

ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ ពួកគេបានចាប់ផ្តើមប្រើគោលដៅ irradiated ពីរក្នុងពេលដំណាលគ្នា ដែលមួយគឺក្រាហ្វិចសុទ្ធ និងមួយទៀតមានលោហៈធាតុ។

ទិន្នផលភាគរយនៃ NT ប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំងអាស្រ័យលើកាតាលីករ។ ឧទាហរណ៍ ទិន្នផលខ្ពស់នៃ NT ត្រូវបានទទួលនៅលើសារធាតុ Ni, Co, ល្បាយនៃ Ni និង Co ជាមួយនឹងធាតុផ្សេងទៀត។ SWCNTs ដែលទទួលបានមានអង្កត់ផ្ចិតដូចគ្នា ហើយត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងធ្នឹមដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 5-20 nm ។ ល្បាយ Ni/Pt និង Co/Pt ផ្តល់ទិន្នផល NT ខ្ពស់ ខណៈពេលដែលផ្លាទីនសុទ្ធផ្តល់ទិន្នផល SWNT ទាប។ ល្បាយ Co/Cu ផ្តល់ទិន្នផលទាបនៃ SWNTs ហើយការប្រើប្រាស់ទង់ដែងសុទ្ធមិននាំឱ្យមានការបង្កើត SWNTs ទាល់តែសោះ។ មួករាងស្វ៊ែរត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅចុង SWNTs ដោយមិនមានភាគល្អិតកាតាលីករ។

ជាបំរែបំរួល វិធីសាស្រ្តមួយបានរីករាលដាលជាកន្លែងដែលជំនួសឱ្យកាំរស្មីឡាស៊ែរដែលមានជីពចរ កាំរស្មីព្រះអាទិត្យផ្តោតអារម្មណ៍ត្រូវបានប្រើ។ វិធីសាស្រ្តនេះត្រូវបានគេប្រើដើម្បីទទួលបាន fullerenes និងបន្ទាប់ពី

ការកែលម្អដើម្បីទទួលបាន NT ។ ពន្លឺព្រះអាទិត្យ ធ្លាក់លើកញ្ចក់រាបស្មើ និងត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំង បង្កើតជាឧប្បត្តិហេតុនៃធ្នឹមស្របគ្នារវាងយន្តហោះនៅលើកញ្ចក់ប៉ារ៉ាបូល។ នៅឯការផ្តោតអារម្មណ៍នៃកញ្ចក់គឺជាទូកក្រាហ្វិចដែលពោរពេញទៅដោយល្បាយនៃក្រាហ្វិចនិងម្សៅដែក។ ទូកស្ថិតនៅខាងក្នុងបំពង់ក្រាហ្វិច ដែលដើរតួជារបាំងការពារកំដៅ។ ប្រព័ន្ធទាំងមូលត្រូវបានដាក់នៅក្នុងបន្ទប់ដែលពោរពេញទៅដោយឧស្ម័នអសកម្ម។

លោហធាតុផ្សេងៗ និងល្បាយរបស់វាត្រូវបានយកធ្វើជាកាតាលីករ។ រចនាសម្ព័ន្ធផ្សេងគ្នាត្រូវបានគេទទួលបានអាស្រ័យលើកាតាលីករដែលបានជ្រើសរើសនិងសម្ពាធឧស្ម័នអសកម្ម។ ដោយប្រើកាតាលីករនីកែល-កូបាលតនៅសម្ពាធឧស្ម័នសតិបណ្ដោះអាសន្ន គំរូសំយោគមានភាគច្រើននៃ MWNTs ដូចឫស្សី។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសម្ពាធ SWNTs ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 1-2 nm បានលេចចេញ ហើយចាប់ផ្តើមគ្រប់គ្រង SWNTs ត្រូវបានបញ្ចូលគ្នាទៅជាធ្នឹមដែលមានអង្កត់ផ្ចិតរហូតដល់ 20 nm ជាមួយនឹងផ្ទៃដែលគ្មានកាបូនអាម៉ូញ៉ូម។

3.3 ការបំបែកកាតាលីករនៃអ៊ីដ្រូកាបូន

វិធីសាស្រ្តដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ការផលិត NT គឺផ្អែកលើការប្រើប្រាស់នៃការ decomposition នៃ acetylene នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ។ ភាគល្អិតនៃលោហធាតុ Ni, Co, Cu និង Fe ដែលមានទំហំ nanometer ជាច្រើនត្រូវបានគេប្រើជាកាតាលីករ។ ទូកសេរ៉ាមិចដែលមានកាតាលីករ 20-50 មីលីក្រាមត្រូវបានដាក់ក្នុងបំពង់រ៉ែថ្មខៀវប្រវែង 60 សង់ទីម៉ែត្រនិងអង្កត់ផ្ចិតខាងក្នុង 4 ម។ ល្បាយនៃ acetylene C2H2 (2.5-10%) និងអាសូតត្រូវបានបូមតាមបំពង់រយៈពេលជាច្រើនម៉ោងនៅសីតុណ្ហភាព 500-1100អំពី C. បន្ទាប់មកប្រព័ន្ធត្រូវបានត្រជាក់ទៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ រចនាសម្ព័ន្ធបួនប្រភេទត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងការពិសោធន៍ជាមួយកាតាលីករ cobalt:

1) ស្រទាប់កាបូន amorphous នៅលើភាគល្អិតកាតាលីករ;

2) ភាគល្អិតកាតាលីករដែកដែលរុំព័ទ្ធដោយស្រទាប់ graphene;

3) ខ្សែស្រឡាយដែលបង្កើតឡើងដោយកាបូនអាម៉ូញាក់;

4) MSNT ។

តម្លៃតូចបំផុតនៃអង្កត់ផ្ចិតខាងក្នុងនៃ MWNTs ទាំងនេះគឺ 10 nm ។ អង្កត់ផ្ចិតខាងក្រៅនៃ NT ដែលមិនមានអាម៉ូញ៉ូសកាបូនគឺស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពី 25-30 nm ហើយសម្រាប់ NT ស្រោបដោយកាបូនអាម៉ូញ៉ូសរហូតដល់ 130 nm ។ ប្រវែង NT ត្រូវបានកំណត់ដោយពេលវេលាប្រតិកម្មនិងប្រែប្រួលពី 100 nm ទៅ 10 µm ។

ទិន្នផល និងរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ NT អាស្រ័យលើប្រភេទនៃកាតាលីករ - ការជំនួស Co ជាមួយ Fe ផ្តល់នូវកំហាប់ NT ទាប ហើយចំនួននៃ NT គ្មានពិការភាពថយចុះ។ នៅពេលប្រើកាតាលីករនីកែល ភាគច្រើននៃសរសៃអំបោះមានរចនាសម្ព័ន្ធអាម៉ូញ៉ូស ជួនកាល NTs ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធក្រាហ្វិច គ្មានពិការភាពត្រូវបានជួបប្រទះ។ ខ្សែស្រឡាយដែលមានរាងមិនទៀងទាត់និងរចនាសម្ព័ន្ធ amorphous ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើកាតាលីករទង់ដែង។ ភាគល្អិតលោហៈដែលរុំព័ទ្ធក្នុងស្រទាប់ក្រាហ្វិនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងគំរូ។ បានទទួល NT និងខ្សែស្រឡាយមានទម្រង់ផ្សេងៗគ្នា - ដោយផ្ទាល់; កោង, មានផ្នែកត្រង់; zigzag; វង់។ ក្នុងករណីខ្លះ helix pitch មានតម្លៃ pseudo-constant ។

នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ វាបានក្លាយជាការចាំបាច់ក្នុងការទទួលបានអារេនៃ NTs តម្រង់ទិស ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយការប្រើប្រាស់រចនាសម្ព័ន្ធដូចជា emitters ។ មានវិធីពីរយ៉ាងក្នុងការទទួលបានអារេនៃ NTs តម្រង់ទិស៖ ការតំរង់ទិសនៃ NTs ដែលលូតលាស់រួចហើយ និងការរីកលូតលាស់នៃ NTs តម្រង់ទិសដោយប្រើវិធីសាស្ត្រកាតាលីករ។

វាត្រូវបានស្នើឱ្យប្រើស៊ីលីកុន porous, រន្ធញើសដែលត្រូវបានបំពេញដោយ nanoparticles ជាតិដែក, ជាស្រទាប់ខាងក្រោមសម្រាប់ការរីកលូតលាស់ NT ។ ស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានដាក់ក្នុងធុងផ្ទុកហ្គាស និងអាសេទីលលីននៅសីតុណ្ហភាព 700អំពី C ដែលជាតិដែកបានជំរុញដំណើរការនៃការរលាយកំដៅនៃអាសេទីលលីន។ ជាលទ្ធផលនៅក្នុងតំបន់នៃម 2 កាត់កែងទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម NTs ពហុស្រទាប់តម្រង់ទិសត្រូវបានបង្កើតឡើង។

វិធីសាស្រ្តស្រដៀងគ្នាគឺការប្រើប្រាស់អាលុយមីញ៉ូម anodized ជាស្រទាប់ខាងក្រោម។ រន្ធញើសនៃអាលុយមីញ៉ូម anodized ត្រូវបានបំពេញដោយ cobalt ។ ស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានដាក់នៅក្នុងល្បាយលំហូរនៃអាសេទីលលីននិងអាសូតនៅសីតុណ្ហភាព 800អំពី គ. NTs តម្រង់ទិសជាលទ្ធផលមានអង្កត់ផ្ចិតជាមធ្យម 50.0±0.7 nm ដែលមានចំងាយរវាងបំពង់ 104.2±2.3 nm ។ ដង់ស៊ីតេមធ្យមត្រូវបានកំណត់នៅកម្រិត 1.1x1010 NT/cm 2 . TEM នៃ nanotubes បានបង្ហាញរចនាសម្ព័ន្ធក្រាហ្វិចយ៉ាងល្អដែលមានចម្ងាយរវាងស្រទាប់ក្រាហ្វិន 0.34 nm ។ វាត្រូវបានគេរាយការណ៍ថាដោយការផ្លាស់ប្តូរប៉ារ៉ាម៉ែត្រនិងពេលវេលាដំណើរការនៃស្រទាប់ខាងក្រោមអាលុយមីញ៉ូមវាអាចផ្លាស់ប្តូរទាំងអង្កត់ផ្ចិត NT និងចម្ងាយរវាងពួកវា។

វិធីសាស្រ្តដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពទាប (ក្រោម 666អំពី គ) ត្រូវបានពិពណ៌នាផងដែរនៅក្នុងអត្ថបទ។ សីតុណ្ហភាពទាបក្នុងអំឡុងពេលសំយោគធ្វើឱ្យវាអាចប្រើកញ្ចក់ជាមួយនឹងខ្សែភាពយន្តនីកែលដែលបានដាក់ជាស្រទាប់ខាងក្រោម។ ខ្សែភាពយន្តនីកែលបានបម្រើការជាកាតាលីករសម្រាប់ការលូតលាស់របស់ NT ដោយការបំភាយចំហាយប្លាស្មាក្តៅ។ Acetylene ត្រូវបានគេប្រើជាប្រភពកាបូន។ តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរលក្ខខណ្ឌពិសោធន៍ វាអាចផ្លាស់ប្តូរអង្កត់ផ្ចិតនៃបំពង់ពី 20 ទៅ 400 nm និងប្រវែងរបស់ពួកគេក្នុងចន្លោះ 0.1-50 µm ។ អង្កត់ផ្ចិតធំ (> 100 nm) MWNTs ដែលទទួលបានគឺត្រង់ ហើយអ័ក្សរបស់វាត្រូវបានដឹកនាំកាត់កែងយ៉ាងតឹងរឹងទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម។ ដង់ស៊ីតេសង្កេតនៃ NT យោងទៅតាមមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កែនគឺ 107 NT / mm 2 . នៅពេលដែលអង្កត់ផ្ចិត NT ក្លាយជាតិចជាង 100 nm ការតំរង់ទិសដែលពេញចិត្តដែលកាត់កែងទៅនឹងយន្តហោះស្រទាប់ខាងក្រោមនឹងរលាយបាត់។ អារេ MWNT តម្រង់ទិសអាចត្រូវបានបង្កើតនៅលើតំបន់ជាច្រើនសង់ទីម៉ែត្រ 2 .

3.4 ការសំយោគអេឡិចត្រូលីត

គំនិតចម្បងនៃវិធីសាស្រ្តនេះគឺដើម្បីទទួលបានកាបូន NTs ដោយឆ្លងកាត់ចរន្តអគ្គិសនីរវាងអេឡិចត្រូតក្រាហ្វីតនៅក្នុងអំបិលអ៊ីយ៉ុងរលាយ។ cathode ក្រាហ្វិចត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្ម និងបម្រើជាប្រភពនៃអាតូមកាបូន។ ជាលទ្ធផលជួរដ៏ធំទូលាយនៃ nanomaterials ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ អាណូតគឺជាទូកដែលធ្វើពីក្រាហ្វិចដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ ហើយបំពេញដោយលីចូមក្លរ។ ទូកត្រូវបានកំដៅដល់ចំណុចរលាយនៃលីចូមក្លរ (604អំពី គ) នៅក្នុងខ្យល់ឬក្នុងបរិយាកាសនៃឧស្ម័នអសកម្ម (argon) ។ cathode ត្រូវបានជ្រមុជនៅក្នុង lithium chloride រលាយ ហើយក្នុងរយៈពេលមួយនាទី ចរន្ត 1-30 A ត្រូវបានឆ្លងកាត់រវាង electrodes ។ បន្ទាប់មក អេឡិចត្រូលីតរលាយដែលមានភាគល្អិតកាបូន, ត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាពបន្ទប់។

ដើម្បីញែកភាគល្អិតកាបូនដែលបណ្តាលមកពីសំណឹក cathode អំបិលត្រូវរលាយក្នុងទឹក។ precipitate ត្រូវបានញែកដាច់ពីគ្នា រំលាយនៅក្នុង toluene និងបំបែកនៅក្នុងអាងងូតទឹក ultrasonic ។ ផលិតផលនៃការសំយោគអេឡិចត្រូលីតត្រូវបានសិក្សាដោយប្រើ TEM ។ វាត្រូវបានបង្ហាញថាពួកគេ។

មានភាគល្អិតដែកដែលរុំព័ទ្ធ ខ្ទឹមបារាំង និងកាបូន NTs នៃរូបវិទ្យាផ្សេងៗ រួមទាំងវង់ និងកោងខ្លាំង។ អាស្រ័យ

អាស្រ័យលើលក្ខខណ្ឌពិសោធន៍ អង្កត់ផ្ចិតនៃបំពង់ nanotubes ដែលបង្កើតឡើងដោយស្រទាប់ graphene រាងស៊ីឡាំងប្រែប្រួលពី 2 ទៅ 20 nm ។ ប្រវែងនៃ MWNT ឈានដល់ 5 µm ។

លក្ខខណ្ឌបច្ចុប្បន្នល្អបំផុតត្រូវបានរកឃើញ - 3-5 A. នៅតម្លៃបច្ចុប្បន្នខ្ពស់ (10-30 A) មានតែភាគល្អិតដែលរុំព័ទ្ធ និងកាបូនអាម៉ូញ៉ូមប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានបង្កើតឡើង។ នៅ

តម្លៃបច្ចុប្បន្នទាប (<1А) образуется только аморфный углерод.

3.5 វិធីសាស្រ្ត condensation

នៅក្នុងវិធីសាស្រ្តនៃការ condensation នៃចំហាយទឹកដោយមិនមានពាក់កណ្តាល ចំហាយកាបូនត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃកំដៅធន់ទ្រាំនៃខ្សែបូក្រាហ្វិច និង condenses នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមនៃក្រាហ្វិច pyrolytic ដែលបានបញ្ជាយ៉ាងខ្លាំង ត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាព 30 ។អំពី C នៅក្នុងកន្លែងទំនេរ 10-8 Torr ។ ការសិក្សា TEM នៃខ្សែភាពយន្តដែលទទួលបានជាមួយនឹងកម្រាស់ 2-6 nm បង្ហាញថាពួកវាមានបំពង់ណាណូកាបូនដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 1-7 nm និងប្រវែងរហូតដល់ 200 nm ដែលភាគច្រើនបញ្ចប់ដោយចុងស្វ៊ែរ។ មាតិកានៃ NT នៅក្នុងដីល្បាប់លើសពី 50% ។ សម្រាប់ NTs ពហុស្រទាប់ ចម្ងាយរវាងស្រទាប់ក្រាហ្វិនដែលបង្កើតពួកវាគឺ 0.34 nm ។ បំពង់មានទីតាំងនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមស្ទើរតែផ្ដេក។

3.6 វិធីសាស្រ្តបំផ្លាញរចនាសម្ព័ន្ធ

វិធីសាស្រ្តនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអ្នកស្រាវជ្រាវនៅមន្ទីរពិសោធន៍ IBM ។ ដូចដែលវាគឺ

បាននិយាយពីមុន បំពង់ណាណូមានទាំងលោហធាតុ និង

លក្ខណៈសម្បត្តិ semiconductor ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្រាប់ការផលិតឧបករណ៍មួយចំនួនដោយផ្អែកលើពួកវា ជាពិសេសត្រង់ស៊ីស្ទ័រ និងលើសពីនេះទៀត ដំណើរការដែលប្រើពួកវា ត្រូវការតែបំពង់ណាណូរបស់ semiconductor ប៉ុណ្ណោះ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅក្រុមហ៊ុន IBM បានបង្កើតវិធីសាស្ត្រមួយហៅថា "ការបំផ្លិចបំផ្លាញស្ថាបនា" ដែលអនុញ្ញាតឱ្យពួកគេបំផ្លាញបំពង់ nanotubes ដែកទាំងអស់ខណៈពេលដែលទុកចោលនូវ semiconductor nanotubes នៅដដែល។ នោះគឺពួកវាបំផ្លាញសែលមួយជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុង nanotube ពហុជញ្ជាំង ឬជ្រើសរើសបំផ្លាញបំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ។

នេះជារបៀបដែលដំណើរការនេះត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសង្ខេប៖

1. "ខ្សែពួរ" ស្អិតនៃបំពង់ដែក និង semiconductor ត្រូវបានដាក់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមអុកស៊ីដស៊ីលីកុន។

2. បន្ទាប់មករបាំង lithographic ត្រូវបានព្យាករលើស្រទាប់ខាងក្រោមដើម្បីបង្កើត

អេឡិចត្រូត (ចន្លោះដែក) នៅលើកំពូលនៃ nanotubes ។ អេឡិចត្រូតទាំងនេះ

ធ្វើការជាកុងតាក់ដើម្បីបើក/បិទ

បំពង់ nanotubes semiconductor ។

3. ការប្រើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនខ្លួនឯងជាអេឡិចត្រូត អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ "បិទ"

បំពង់ nanotubes semiconductor ដែលគ្រាន់តែរារាំងការឆ្លងកាត់នៃចរន្តណាមួយតាមរយៈពួកវា។

4. បំពង់ណាណូលោហធាតុត្រូវបានទុកចោលដោយមិនមានការការពារ។ បន្ទាប់ពីនោះតង់ស្យុងសមស្របមួយត្រូវបានអនុវត្តទៅស្រទាប់ខាងក្រោមដែលបំផ្លាញបំពង់ nanotubes លោហៈខណៈពេលដែល nanotubes semiconductor នៅតែមានអ៊ីសូឡង់។ លទ្ធផលគឺជាអារេដ៏ក្រាស់នៃ nanotubes semiconductor ដែលអាចធ្វើការបាន - ត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតសៀគ្វីតក្កវិជ្ជា - នោះគឺ processors ។ ឥឡូវនេះសូមក្រឡេកមើលដំណើរការទាំងនេះឱ្យបានលម្អិតបន្ថែមទៀត។ សំបក MWNT ផ្សេងគ្នាអាចមានលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីខុសៗគ្នា។ ជាលទ្ធផលរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនិងយន្តការនៃការផ្ទេរអេឡិចត្រុងនៅក្នុង MWNTs គឺខុសគ្នា។ ភាពស្មុគស្មាញនៃរចនាសម្ព័ន្ធនេះអនុញ្ញាតឱ្យមានសែល MWNT តែមួយគត់ដែលត្រូវបានជ្រើសរើស និងប្រើប្រាស់: មួយដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិដែលចង់បាន។ ការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃបំពង់ nanotubes ពហុជញ្ជាំងកើតឡើងនៅក្នុងខ្យល់ក្នុងកម្រិតថាមពលជាក់លាក់មួយតាមរយៈល្បឿនលឿន

អុកស៊ីតកម្មនៃសំបកកាបូនខាងក្រៅ។ ក្នុងអំឡុងពេលនៃការបំផ្លិចបំផ្លាញ ចរន្តដែលហូរតាម MWNT ផ្លាស់ប្តូរជាជំហានៗ ហើយជំហានទាំងនេះស្របគ្នានឹងការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃសែលបុគ្គលដែលមានភាពទៀងទាត់គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើល។ តាមរយៈការគ្រប់គ្រងដំណើរការដកស្រោបចេញម្តងមួយៗ វាអាចបង្កើតបំពង់ដែលមានលក្ខណៈដែលចង់បាននៃសំបកខាងក្រៅ លោហធាតុ ឬសារធាតុ semiconductor ។ ដោយជ្រើសរើសអង្កត់ផ្ចិតនៃសំបកខាងក្រៅមនុស្សម្នាក់អាចទទួលបានគម្លាតនៃក្រុមតន្រ្តីដែលចង់បាន។

ប្រសិនបើ "ខ្សែពួរ" ជាមួយ nanotubes ដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ ត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើត transistor បែបផែនវាល នោះបំពង់ដែកមិនអាចទុកនៅក្នុងពួកវាបានទេ ព្រោះពួកវានឹងត្រួតត្រា និងកំណត់លក្ខណៈដឹកជញ្ជូនរបស់ឧបករណ៍ ពោលគឺឧ។ នឹងមិនមានឥទ្ធិពលលើវាលទេ។ បញ្ហានេះត្រូវបានដោះស្រាយដោយការបំផ្លាញដោយជ្រើសរើសផងដែរ។ មិនដូច MWNTs ទេនៅក្នុង "ខ្សែពួរ" ស្តើង SWNT នីមួយៗអាចភ្ជាប់ដោយឡែកពីគ្នាទៅនឹងអេឡិចត្រូតខាងក្រៅ។ ដូច្នេះ "ខ្សែពួរ" ជាមួយ MWNTs អាចត្រូវបានតំណាងថាជាចំហាយប៉ារ៉ាឡែលឯករាជ្យជាមួយនឹងចរន្តសរុបដែលគណនាដោយរូបមន្ត:

G(Vg) = Gm + Gs(Vg),

ដែលជាកន្លែងដែល Gm ត្រូវបានផលិតដោយ nanotubes ដែក ហើយ Gs គឺជាច្រកទ្វារដែលពឹងផ្អែកលើចរន្តនៃ nanotubes semiconductor ។

លើសពីនេះទៀត SWNTs ជាច្រើននៅក្នុង "ខ្សែពួរ" ត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងខ្យល់ដែលជាបរិយាកាសអុកស៊ីតកម្មដ៏មានសក្តានុពលដូច្នេះបំពង់ជាច្រើនអាចត្រូវបានបំផ្លាញក្នុងពេលតែមួយដែលផ្ទុយទៅនឹងករណីជាមួយ MWNTs ។ ហើយនៅទីបំផុត បំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងតែមួយនៅក្នុង "ខ្សែពួរ" តូចមួយមិនការពារគ្នាដោយ electrostatically ដូចទៅនឹងសែលផ្តោតនៃ MWNTs នោះទេ។ ជាលទ្ធផល អេឡិចត្រូតច្រកទ្វារអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីកាត់បន្ថយការបញ្ជូនចរន្តអគ្គិសនីយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព (អេឡិចត្រុង ឬ

holes) នៅក្នុង semiconductor SWNTs នៅក្នុង "rope" ។ នេះបង្វែរបំពង់ semiconductor ទៅជាអ៊ីសូឡង់។ ក្នុងករណីនេះការកត់សុីដែលបណ្តាលមកពីចរន្តអាចត្រូវបានដឹកនាំទៅលោហៈ SWNTs នៅក្នុង "ខ្សែពួរ" ប៉ុណ្ណោះ។

ការផលិតអារេនៃ nanotubes semiconductor ត្រូវបានអនុវត្ត

សាមញ្ញ៖ ដោយដាក់ SWNT "ខ្សែ" នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកូនអុកស៊ីតកម្ម

ហើយបន្ទាប់មកសំណុំនៃប្រភពបច្ចុប្បន្ន, ដីនិងអេឡិចត្រូតអ៊ីសូឡង់ត្រូវបានដាក់ lithographicly នៅលើកំពូលនៃ "មិនទាន់មានច្បាប់ប្រឆាំង" ។ ការប្រមូលផ្តុំនៃបំពង់ត្រូវបានជ្រើសរើសជាមុនដូច្នេះជាមធ្យមមានតែ "ខ្សែពួរ" មួយប៉ុណ្ណោះដែលបិទប្រភពនិងដី។ ក្នុងករណីនេះ មិនចាំបាច់តំរង់ទិសពិសេសនៃ nanotubes ទេ។ ច្រកទ្វារខាងក្រោម (ស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនខ្លួនវា) ត្រូវបានប្រើដើម្បីបិទបំពង់ semiconductor ហើយបន្ទាប់មកវ៉ុលលើសត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីបំផ្លាញបំពង់ដែកនៅក្នុង "ខ្សែពួរ" ដែលបង្កើត FET ។ ដោយអនុវត្តបច្ចេកវិជ្ជាបំផ្លិចបំផ្លាញជ្រើសរើសនេះ ទំហំនៃបំពង់ណាណូកាបូនអាចត្រូវបានគ្រប់គ្រង ដែលអនុញ្ញាតឱ្យសាងសង់បំពង់ណាណូជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីដែលបានកំណត់ជាមុនដែលបំពេញតាមលក្ខណៈដែលត្រូវការនៃឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក។ Nanotubes អាចត្រូវបានប្រើជាខ្សែ nanosized ឬជាសមាសធាតុសកម្មនៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិច ដូចជាត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលមានឥទ្ធិពលលើវាល។ វាច្បាស់ណាស់ថា មិនដូចសារធាតុ semiconductors ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន ដែលតម្រូវឱ្យមានការបង្កើតសារធាតុអាលុយមីញ៉ូម ឬទង់ដែង ដើម្បីភ្ជាប់ធាតុ semiconductor នៅក្នុងគ្រីស្តាល់នោះទេ បច្ចេកវិទ្យានេះអាចត្រូវបានចែកចាយដោយតែកាបូនប៉ុណ្ណោះ។

សព្វថ្ងៃនេះក្រុមហ៊ុនផលិតខួរក្បាលកំពុងព្យាយាមកាត់បន្ថយប្រវែងនៃឆានែលនៅក្នុងត្រង់ស៊ីស្ទ័រដើម្បីបង្កើនប្រេកង់។ បច្ចេកវិទ្យាដែលស្នើឡើងដោយ IBM ធ្វើឱ្យវាអាចដោះស្រាយបញ្ហានេះបានដោយជោគជ័យដោយប្រើបំពង់ណាណូកាបូនជាបណ្តាញនៅក្នុងត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។

4.ការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងនៃបំពង់ណាណូកាបូន

4.1 ការបំភាយនិងការការពារវាល

នៅពេលដែលវាលអគ្គិសនីតូចមួយត្រូវបានអនុវត្តតាមអ័ក្ស nanotube ការបញ្ចេញអេឡិចត្រុងខ្លាំងកើតឡើងពីចុងរបស់វា។ បាតុភូតបែបនេះត្រូវបានគេហៅថាការបំភាយវាល។ ឥទ្ធិពលនេះអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញយ៉ាងងាយស្រួលដោយអនុវត្តតង់ស្យុងតូចមួយរវាងអេឡិចត្រូតដែកស្របគ្នាពីរ ដែលមួយក្នុងចំនោមនោះត្រូវបានស្រោបដោយការបិទភ្ជាប់ nanotube សមាសធាតុ។ ចំនួនបំពង់គ្រប់គ្រាន់នឹងកាត់កែងទៅនឹងអេឡិចត្រូត ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកសង្កេតមើលការបំភាយវាល។ កម្មវិធីមួយនៃឥទ្ធិពលនេះគឺដើម្បីកែលម្អការបង្ហាញបន្ទះរាបស្មើ។ ទូរទស្សន៍ និងម៉ូនីទ័រកុំព្យូទ័រប្រើកាំភ្លើងអេឡិចត្រុងដែលគ្រប់គ្រងដើម្បីបញ្ចេញពន្លឺលើអេក្រង់ fluorescent ដែលបញ្ចេញពន្លឺតាមពណ៌ដែលចង់បាន។ សាជីវកម្មកូរ៉េ Samsung កំពុងអភិវឌ្ឍអេក្រង់រាបស្មើ ដោយប្រើការបំភាយអេឡិចត្រុងនៃបំពង់ណាណូកាបូន។ ខ្សែភាពយន្តស្តើងនៃ nanotubes ត្រូវបានដាក់នៅលើស្រទាប់អេឡិចត្រូនិគ្រប់គ្រង ហើយលាបលើចានកញ្ចក់ដែលស្រោបដោយស្រទាប់ផូស្វ័រ។ ក្រុមហ៊ុនជប៉ុនមួយបានប្រើប្រាស់ឥទ្ធិពលនៃការបញ្ចេញអេឡិចត្រុងនៅក្នុងចង្កៀងសុញ្ញកាសដែលមានពន្លឺដូចអំពូលភ្លើងធម្មតា ប៉ុន្តែមានប្រសិទ្ធភាពជាង និងប្រើប្រាស់បានយូរ។ អ្នកស្រាវជ្រាវផ្សេងទៀតប្រើឥទ្ធិពលដើម្បីបង្កើតវិធីថ្មីដើម្បីបង្កើតវិទ្យុសកម្មមីក្រូវ៉េវ។

ចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់នៃបំពង់ nanotubes កាបូនមានន័យថា ពួកវានឹងមិនបញ្ជូនរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចបានល្អទេ។ ផ្លាស្ទិចផ្សំជាមួយបំពង់ nanotubes អាចជាសម្ភារៈទម្ងន់ស្រាលដែលការពារវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ នេះគឺជាបញ្ហាសំខាន់ណាស់សម្រាប់យោធាដែលកំពុងបង្កើតគំនិតនៃការតំណាងឌីជីថលនៃសមរភូមិនៅក្នុងប្រព័ន្ធបញ្ជា ការគ្រប់គ្រង និងទំនាក់ទំនង។ កុំព្យូទ័រ និងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកដែលជាផ្នែកមួយនៃប្រព័ន្ធបែបនេះត្រូវតែការពារពីអាវុធដែលបង្កើតជីពចរអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។

4.2 កោសិកាឥន្ធនៈ

បំពង់ nanotubes កាបូនអាចត្រូវបានប្រើក្នុងការផលិតថ្ម។

លីចូមដែលជាឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកនៅក្នុងថ្មមួយចំនួនអាចត្រូវបានដាក់

នៅខាងក្នុង nanotubes ។ វាត្រូវបានគេប៉ាន់ប្រមាណថា អាតូមមួយនៃលីចូមអាចត្រូវបានដាក់នៅក្នុងបំពង់សម្រាប់រាល់អាតូមកាបូនប្រាំមួយ។ ការប្រើប្រាស់បំពង់ណាណូដែលអាចមានមួយទៀតគឺការផ្ទុកអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងពួកវា ដែលអាចត្រូវបានប្រើក្នុងការរចនាកោសិកាឥន្ធនៈជាប្រភពថាមពលអគ្គិសនីនៅក្នុងរថយន្តនាពេលអនាគត។ កោសិកាឥន្ធនៈមានអេឡិចត្រូតពីរ និងអេឡិចត្រូលីតពិសេសដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនឆ្លងកាត់រវាងពួកវា ប៉ុន្តែមិនអនុញ្ញាតឱ្យអេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់ឡើយ។ អ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានបញ្ជូនទៅ anode ដែលវាត្រូវបានអ៊ីយ៉ូដ។ អេឡិចត្រុងសេរីផ្លាស់ទីទៅ cathode តាមសៀគ្វីខាងក្រៅ ហើយអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនសាយភាយទៅ cathode តាមរយៈអេឡិចត្រូលីត ដែលម៉ូលេគុលទឹកត្រូវបានបង្កើតឡើងពីអ៊ីយ៉ុង អេឡិចត្រុង និងអុកស៊ីហ្សែនទាំងនេះ។ ប្រព័ន្ធបែបនេះត្រូវការប្រភពអ៊ីដ្រូសែន។ លទ្ធភាពមួយគឺការរក្សាទុកអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងបំពង់ណាណូកាបូន។ វាត្រូវបានគេប៉ាន់ប្រមាណថាដើម្បីឱ្យមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងសមត្ថភាពនេះ បំពង់ត្រូវស្រូបយកអ៊ីដ្រូសែន 6.5% ដោយទម្ងន់។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះមានតែ 4% ដោយទម្ងន់នៃអ៊ីដ្រូសែនប៉ុណ្ណោះដែលអាចបញ្ចូលទៅក្នុងបំពង់បាន។
វិធីសាស្រ្តដ៏ឆើតឆាយមួយសម្រាប់ការបំពេញបំពង់ណាណូកាបូនជាមួយអ៊ីដ្រូសែនគឺត្រូវប្រើកោសិកាអេឡិចត្រូគីមីសម្រាប់ការនេះ។ បំពង់ nanotubes ដែលមានជញ្ជាំងតែមួយក្នុងទម្រង់ជាសន្លឹកក្រដាសបង្កើតជាអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយនៃ KOH ដែលជាអេឡិចត្រូលីត។ អេឡិចត្រូតផ្សេងទៀតត្រូវបានផ្សំដោយ Ni (OH) 2 . ទឹកអេឡិចត្រូលីត decompose ដើម្បីបង្កើតអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនវិជ្ជមាន (H+ ) ឆ្ពោះទៅរកអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានដែលធ្វើពី nanotubes ។ វត្តមាននៃអ៊ីដ្រូសែនដែលចងនៅក្នុងបំពង់ត្រូវបានកំណត់ពីការថយចុះនៃអាំងតង់ស៊ីតេនៃការខ្ចាត់ខ្ចាយរ៉ាម៉ាន។

៤.៣. កាតាលីករ

កាតាលីករគឺជាសារធាតុមួយ ជាធម្មតាលោហៈ ឬយ៉ាន់ស្ព័រ ដែលបង្កើនអត្រានៃប្រតិកម្មគីមី។ ចំពោះប្រតិកម្មគីមីមួយចំនួន បំពង់ណាណូកាបូនគឺជាកាតាលីករ។ ឧទាហរណ៍ បំពង់ nanotubes ពហុស្រទាប់ដែលមានអាតូម ruthenium ភ្ជាប់ខាងក្រៅមានឥទ្ធិពលកាតាលីករខ្លាំងលើប្រតិកម្មអ៊ីដ្រូសែននៃ cinnamic aldehyde (C៦ ហ ៥ CH=CHCHO) ក្នុងដំណាក់កាលរាវធៀបនឹងឥទ្ធិពលនៃ ruthenium ដូចគ្នានៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមកាបូនផ្សេងទៀត។ ប្រតិកម្មគីមីក៏ត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងបំពង់ណាណូកាបូន ឧទាហរណ៍ ការកាត់បន្ថយនីកែលអុកស៊ីដ NiO ទៅជានីកែលលោហធាតុ និងអេ។លីត្រ С1 3 ទៅអាលុយមីញ៉ូម។ លំហូរឧស្ម័នអ៊ីដ្រូសែន H 2 នៅ 475 ° C កាត់បន្ថយមួយផ្នែក Mo O 3 ដល់ Mo O 2 ជាមួយនឹងការបង្កើតរួមគ្នានៃចំហាយទឹកនៅខាងក្នុងបំពង់ nanotubes ពហុស្រទាប់។ គ្រីស្តាល់ Cdmium sulfide CdS ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុង nanotubes ដោយប្រតិកម្មនៃគ្រីស្តាល់ cadmium oxide CdO ជាមួយនឹងអ៊ីដ្រូសែនស៊ុលហ្វីត (H 2 ស) នៅ 400 ° C ។

4.4 ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាគីមី

វាត្រូវបានបង្កើតឡើងថាត្រង់ស៊ីស្ទ័របែបផែនវាលដែលផលិតនៅលើ chiral nanotube semiconducting គឺជាឧបករណ៍រាវរកឧស្ម័នផ្សេងៗ។ ត្រង់ស៊ីស្ទ័របែបផែនវាលត្រូវបានដាក់ក្នុងកប៉ាល់ដែលមានសមត្ថភាព 500 មីល្លីលីត្រ ជាមួយនឹងការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល និងសន្ទះបិទបើកពីរសម្រាប់ច្រកចូល និងច្រកចេញនៃឧស្ម័នលាងត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។ លំហូរនៃឧស្ម័នដែលមានពី 2 ទៅ 200 ppm N O2 នៅអត្រា 700 មីលីលីត្រ / នាទីសម្រាប់រយៈពេល 10 នាទីនាំឱ្យមានការកើនឡើងបីដងនៃចរន្តនៃបំពង់ nanotube ។ ឥទ្ធិពលនេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថានៅពេលដែលចង N O2 ជាមួយនឹង nanotube ការចោទប្រកាន់ត្រូវបានផ្ទេរពី nanotube ទៅក្រុម N O2 បង្កើនកំហាប់រន្ធនៅក្នុង nanotube និងចរន្តរបស់វា។

4.5 ខ្សែ Quantum

ការសិក្សាទ្រឹស្តី និងពិសោធន៍នៃលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី និងម៉ាញេទិកនៃ nanotubes បានបង្ហាញពីឥទ្ធិពលមួយចំនួនដែលបង្ហាញពីធម្មជាតិនៃបរិមាណនៃការផ្ទេរបន្ទុកនៅក្នុងខ្សែម៉ូលេគុលទាំងនេះ ហើយអាចប្រើក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិច។

ចរន្តនៃខ្សែធម្មតាគឺសមាមាត្រច្រាសទៅនឹងប្រវែងរបស់វា ហើយសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងផ្នែកឈើឆ្កាង ខណៈពេលដែលនៅក្នុងករណីនៃ nanotube វាមិនអាស្រ័យលើប្រវែង ឬកម្រាស់របស់វាទេ ហើយស្មើនឹងបរិមាណ conductivity (12.9 kΩ។-១ ) - តម្លៃកំណត់នៃ conductivity ដែលត្រូវនឹងការផ្ទេរដោយឥតគិតថ្លៃនៃអេឡិចត្រុង delocalized នៅតាមបណ្តោយប្រវែងទាំងមូលនៃ conductor ។

នៅសីតុណ្ហភាពធម្មតា តម្លៃសង្កេតនៃដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្ន (107 A(cm–2)) គឺជាលំដាប់ពីរនៃរ៉ិចទ័រខ្ពស់ជាងដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នដែលសម្រេចបានដោយ

superconductors ។

បំពង់ nanotube ដែលមានទំនាក់ទំនងជាមួយអេឡិចត្រូត superconducting ពីរនៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល 1 K ក្លាយជា superconductor ។ ឥទ្ធិពលនេះគឺដោយសារតែគូអេឡិចត្រុង Cooper បានបង្កើតឡើង

នៅក្នុងអេឡិចត្រូត superconducting កុំរលួយនៅពេលឆ្លងកាត់

ណាណូធូប

នៅសីតុណ្ហភាពទាប ការកើនឡើងជាជំហានៗនៃចរន្ត (បរិមាណ conductivity) ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅលើ nanotubes ដែកជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃតង់ស្យុង V ទៅលើ nanotube នេះ៖ ការលោតនីមួយៗត្រូវគ្នាទៅនឹងរូបរាងនៃកម្រិត delocalized បន្ទាប់នៃ nanotube នៅក្នុងគម្លាតរវាង កម្រិត Fermi នៃ cathode និង anode ។

Nanotubes មានភាពធន់នឹងម៉ាញេទិក៖ ចរន្តអគ្គិសនីពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើការបញ្ចូលដែនម៉ាញេទិក។ ប្រសិនបើវាលខាងក្រៅត្រូវបានអនុវត្តក្នុងទិសដៅនៃអ័ក្ស nanotube ការយោលគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងចរន្តអគ្គិសនីត្រូវបានអង្កេត។ ប្រសិនបើវាលត្រូវបានអនុវត្តកាត់កែងទៅនឹងអ័ក្ស NT នោះការកើនឡើងរបស់វាត្រូវបានអង្កេត។

4.6 LEDs

កម្មវិធីមួយទៀតនៃ MWNTs គឺការផលិតអំពូល LED ដោយផ្អែកលើវត្ថុធាតុដើមសរីរាង្គ។ ក្នុងករណីនេះវិធីសាស្រ្តខាងក្រោមត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការរៀបចំរបស់ពួកគេ: ម្សៅ NT ត្រូវបានលាយជាមួយសារធាតុសរីរាង្គនៅក្នុង toluene និង irradiated ជាមួយអ៊ុលត្រាសោបន្ទាប់មកដំណោះស្រាយត្រូវបានអនុញ្ញាតឱ្យដោះស្រាយរយៈពេល 48 ម៉ោង។ អាស្រ័យលើបរិមាណដំបូងនៃសមាសធាតុ ប្រភាគម៉ាស់ផ្សេងៗនៃ NT ត្រូវបានទទួល។ សម្រាប់ការផលិតអំពូល LED ផ្នែកខាងលើនៃសូលុយស្យុងត្រូវបានយកចេញហើយដាក់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមកញ្ចក់ដោយ centrifugation បន្ទាប់ពីនោះអេឡិចត្រូតអាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានបាញ់ទៅលើស្រទាប់ប៉ូលីមែរ។ ឧបករណ៍លទ្ធផលត្រូវបានសិក្សាដោយវិធីសាស្រ្តនៃ electroluminescence ដែលបង្ហាញពីកំពូលនៃវិទ្យុសកម្មរបស់ពួកគេនៅក្នុងតំបន់អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដនៃវិសាលគម (600-700 nm) ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

បច្ចុប្បន្ននេះ បំពង់ណាណូកាបូនកំពុងទាក់ទាញការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំង ដោយសារតែលទ្ធភាពនៃការផលិតឧបករណ៍ទំហំណាណូម៉ែត្រដោយផ្អែកលើពួកវា។ ទោះបីជាមានការសិក្សាជាច្រើននៅក្នុងតំបន់នេះក៏ដោយក៏បញ្ហានៃការផលិតដ៏ធំនៃឧបករណ៍បែបនេះនៅតែបើកចំហដោយសារតែភាពមិនអាចទៅរួចនៃការគ្រប់គ្រងច្បាស់លាស់នៃការផលិតនៃ nanotubes ជាមួយនឹងប៉ារ៉ាម៉ែត្រនិងលក្ខណៈសម្បត្តិដែលចង់បាន។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នាពេលអនាគតដ៏ខ្លីខាងមុខ មនុស្សម្នាក់គួរតែរំពឹងថានឹងមានការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងឆាប់រហ័សនៅក្នុងតំបន់នេះ ដោយសារតែលទ្ធភាពនៃការផលិត microprocessors និងបន្ទះឈីបដោយផ្អែកលើ nanotransistors ហើយជាលទ្ធផល ការវិនិយោគនៅក្នុងតំបន់នេះដោយសាជីវកម្មដែលមានឯកទេសខាងបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រ។

គម្ពីរប៊ីប

1. បំពង់ណាណូកាបូន។ សម្ភារៈសម្រាប់កុំព្យូទ័រនៃសតវត្សទី XXI, P.N. ឌីចកូវ។ Priroda លេខ 11, 2000
2. Rakov E.G. វិធីសាស្រ្តដើម្បីទទួលបានកាបូន nanotubes // វឌ្ឍនភាពក្នុងគីមីវិទ្យា។ -២០០០។ - T. 69. - លេខ 1. - S. 41-59 ។
3. Rakov E.G. គីមីវិទ្យា និងការអនុវត្តបំពង់ណាណូកាបូន // វឌ្ឍនភាពក្នុងគីមីវិទ្យា។ -២០០១។ - T. 70. - លេខ 11. - S. 934-973 ។
4. Eletsky A.V. // ជោគជ័យខាងរាងកាយ។ វិទ្យាសាស្ត្រ។ 1997. V. 167 លេខ 9. S. 945-972 ។
5. Zolotukhin I.V. បំពង់ណាណូកាបូន។ វិទ្យាស្ថានបច្ចេកទេសរដ្ឋ Voronezh ។
6. http://skybox.org.ua/

ទំព័រ 15

ការងារពាក់ព័ន្ធផ្សេងទៀតដែលអាចចាប់អារម្មណ៍ you.vshm>
.			732KB

និងរចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងគ្នាផ្សេងទៀតដែលអាចហៅបានដោយពាក្យទូទៅ រចនាសម្ព័ន្ធស៊ុមកាបូន. តើ​វា​គឺជា​អ្វី?

រចនាសម្ព័ន្ធស៊ុមកាបូនមានទំហំធំ (ហើយជួនកាលមហិមា!) ម៉ូលេគុលដែលមានអាតូមកាបូនទាំងស្រុង។ គេអាចនិយាយបានថា រចនាសម្ព័ន្ធស៊ុមកាបូន គឺជាទម្រង់កាបូនថ្មី allotropic (បន្ថែមពីលើវត្ថុដែលគេស្គាល់ជាយូរមកហើយ៖ ពេជ្រ និងក្រាហ្វិច) ។ លក្ខណៈសំខាន់នៃម៉ូលេគុលទាំងនេះគឺជាទម្រង់គ្រោងឆ្អឹងរបស់ពួកគេ៖ ពួកគេមើលទៅដូចជាបិទជិតទទេនៅខាងក្នុង "សែល" ។ សំណង់ស៊ុមកាបូនដ៏ល្បីល្បាញបំផុតគឺ C 60 fullerene ដែលជារបកគំហើញដែលមិននឹកស្មានដល់ដែលក្នុងឆ្នាំ 1985 បណ្តាលឱ្យមានការរីកចម្រើនក្នុងការស្រាវជ្រាវនៅក្នុងតំបន់នេះ (រង្វាន់ណូបែលគីមីវិទ្យាសម្រាប់ឆ្នាំ 1996 ត្រូវបានប្រគល់ជូនយ៉ាងជាក់លាក់ដល់អ្នករកឃើញនៃ fullerenes Robert Curl, Harold ។ Kroto និង Richard Smalley) ។ នៅចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 និងដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 បន្ទាប់ពីបច្ចេកទេសសម្រាប់ការទទួលបាន fullerenes ក្នុងបរិមាណម៉ាក្រូស្កូបត្រូវបានបង្កើតឡើង សារធាតុហ្វូលលេនដែលស្រាលជាង និងធ្ងន់ជាងនេះត្រូវបានគេរកឃើញជាច្រើនផ្សេងទៀត៖ ចាប់ផ្តើមពី C 20 (តូចបំផុតដែលអាចមានរបស់ fullerenes) និងរហូតដល់ C 70 , C 82 ។ , C 96 , និងខ្ពស់ជាងនេះ។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយភាពចម្រុះនៃរចនាសម្ព័ន្ធស៊ុមកាបូនមិនបញ្ចប់នៅទីនោះទេ។ នៅឆ្នាំ 1991 ជាថ្មីម្តងទៀត ដោយមិននឹកស្មានដល់ ការបង្កើតកាបូនរាងស៊ីឡាំងវែង ត្រូវបានគេរកឃើញ ហៅថា nanotubes ។ ដោយមើលឃើញរចនាសម្ព័ន្ធនៃ nanotubes បែបនេះអាចត្រូវបានស្រមៃដូចខាងក្រោម: យើងយកយន្តហោះក្រាហ្វិចកាត់បន្ទះចេញពីវាហើយ "កាវបិទ" វាចូលទៅក្នុងស៊ីឡាំង (ពាក្យប្រុងប្រយ័ត្ន: ការបត់នៃយន្តហោះក្រាហ្វិចនេះគ្រាន់តែជាវិធីមួយដើម្បី ស្រមៃមើលរចនាសម្ព័ន្ធនៃ nanotube មួយ; តាមពិតទៅ nanotubes លូតលាស់ខុសគ្នាខ្លាំង) ។ វាហាក់ដូចជាសាមញ្ញជាង - អ្នកយកយន្តហោះក្រាហ្វិចហើយប្រែវាទៅជាស៊ីឡាំង! - ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ មុនពេលការរកឃើញពិសោធន៍នៃ nanotubes គ្មានអ្នកទ្រឹស្តីណាមួយបានទាយទុកជាមុនទេ! ដូច្នេះអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រគ្រាន់តែអាចសិក្សាពួកគេ - ហើយភ្ញាក់ផ្អើល!

ហើយមានការភ្ញាក់ផ្អើលជាច្រើន។ ទីមួយ ភាពខុសគ្នានៃរូបរាង៖ បំពង់ណាណូអាចមានទំហំធំ និងតូច ស្រទាប់តែមួយ និងពហុស្រទាប់ ត្រង់ និងវង់។ ទីពីរ ថ្វីបើមានភាពផុយស្រួយជាក់ស្តែង និងសូម្បីតែឆ្ងាញ់ក៏ដោយ បំពង់ណាណូបានក្លាយទៅជាវត្ថុធាតុដ៏រឹងមាំបំផុត ទាំងនៅក្នុងភាពតានតឹង និងការពត់កោង។ លើសពីនេះទៅទៀត នៅក្រោមសកម្មភាពនៃភាពតានតឹងផ្នែកមេកានិកដែលលើសពីការរិះគន់នោះ បំពង់ណាណូក៏មានឥរិយាបទហួសហេតុផងដែរ៖ ពួកគេមិន "ហែក" ឬ "បំបែក" ប៉ុន្តែគ្រាន់តែរៀបចំឡើងវិញ! លើសពីនេះ បំពង់ nanotubes បង្ហាញនូវវិសាលគមទាំងមូលនៃលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី ម៉ាញ៉េទិច និងអុបទិកដែលមិននឹកស្មានដល់បំផុត។ ជាឧទាហរណ៍ អាស្រ័យលើគ្រោងការណ៍បត់ជាក់លាក់នៃយន្តហោះក្រាហ្វិច បំពង់ណាណូអាចជាទាំង conductors និង semiconductors! តើសម្ភារៈផ្សេងទៀតដែលមានសមាសធាតុគីមីសាមញ្ញបែបនេះអាចអួតពីលក្ខណៈសម្បត្តិមួយចំនួនដែល nanotubes មានដែរឬទេ?!

ជាចុងក្រោយ ភាពខុសគ្នានៃកម្មវិធីដែលត្រូវបានរៀបចំរួចជាស្រេចសម្រាប់ nanotubes គឺមានភាពទាក់ទាញ។ រឿងដំបូងដែលបង្ហាញខ្លួនឯងគឺការប្រើប្រាស់ nanotubes ជាកំណាត់មីក្រូទស្សន៍ដ៏រឹងមាំ និងជាខ្សែស្រឡាយ។ ដូចដែលលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ និងការក្លែងធ្វើលេខបង្ហាញ ម៉ូឌុលរបស់ Young នៃ nanotube ស្រទាប់តែមួយឈានដល់តម្លៃនៃលំដាប់ 1-5 TPa ដែលជាលំដាប់នៃរ៉ិចទ័រធំជាងដែក! ជាការពិតណាស់ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ប្រវែងអតិបរមានៃ nanotubes គឺរាប់សិប និងរាប់រយមីក្រូន ដែលជាការពិតណាស់ មានទំហំធំណាស់នៅលើមាត្រដ្ឋានអាតូមិក ប៉ុន្តែតូចពេកសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ប្រចាំថ្ងៃ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយប្រវែងនៃ nanotubes ដែលទទួលបាននៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍កំពុងកើនឡើងជាលំដាប់ - ឥឡូវនេះអ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានខិតជិតដែនកំណត់មីលីម៉ែត្ររួចហើយ: សូមមើល [Z ។ Pan et al, 1998] ដែលពិពណ៌នាអំពីការសំយោគនៃ nanotube ពហុស្រទាប់ដែលមានប្រវែង 2 mm ។ ហេតុដូច្នេះហើយ មានហេតុផលគ្រប់បែបយ៉ាងដែលសង្ឃឹមថា ក្នុងពេលអនាគតដ៏ខ្លីខាងមុខនេះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនឹងរៀនពីរបៀបដាំបំពង់ណាណូដែលមានប្រវែងសង់ទីម៉ែត្រ និងសូម្បីតែម៉ែត្រ! ជាការពិតណាស់ វានឹងជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដល់បច្ចេកវិទ្យានាពេលអនាគត៖ បន្ទាប់ពីទាំងអស់ "ខ្សែ" ក្រាស់ដូចសក់មនុស្ស ដែលអាចផ្ទុកទម្ងន់រាប់រយគីឡូក្រាម នឹងរកឃើញកម្មវិធីរាប់មិនអស់។

ឧទាហរណ៍មួយទៀត នៅពេលដែល nanotube ជាផ្នែកមួយនៃឧបករណ៍រូបវន្ត គឺនៅពេលដែលវាត្រូវបាន "ម៉ោន" នៅលើចុងនៃ tunneling ស្កែន ឬ មីក្រូទស្សន៍កំលាំងអាតូមិក។ ជាធម្មតាចំនុចបែបនេះគឺជាម្ជុល tungsten មុតស្រួច ប៉ុន្តែតាមស្តង់ដារអាតូមិច ការធ្វើឱ្យច្បាស់បែបនេះនៅតែរដុប។ ម្យ៉ាងវិញទៀត បំពង់ណាណូ គឺជាម្ជុលដ៏ល្អមួយដែលមានអង្កត់ផ្ចិតនៃលំដាប់នៃអាតូមជាច្រើន។ ដោយអនុវត្តវ៉ុលជាក់លាក់មួយ វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីយកអាតូម និងម៉ូលេគុលទាំងមូលដែលមានទីតាំងនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដោយផ្ទាល់នៅក្រោមម្ជុល ហើយផ្ទេរពួកវាពីកន្លែងមួយទៅកន្លែងមួយ។

លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីមិនធម្មតានៃ nanotubes នឹងធ្វើឱ្យពួកវាក្លាយជាវត្ថុធាតុសំខាន់មួយនៃ nanoelectronics ។ គំរូនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័របែបផែនវាលដែលមានមូលដ្ឋានលើ nanotube តែមួយត្រូវបានបង្កើតរួចហើយ៖ ដោយអនុវត្តការទប់ស្កាត់នៃវ៉ុលជាច្រើន អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានរៀនផ្លាស់ប្តូរចរន្តនៃ nanotubes តែមួយស្រទាប់ដោយ 5 លំដាប់នៃរ៉ិចទ័រ!

កម្មវិធីមួយទៀតនៅក្នុង nanoelectronics គឺការបង្កើត heterostructures semiconductor i.e. រចនាសម្ព័ន្ធលោហៈ/សារធាតុ semiconductor ឬប្រសព្វនៃ semiconductor ពីរផ្សេងគ្នា។ ឥឡូវនេះសម្រាប់ការផលិតរចនាសម្ព័ន្ធ heterostructure បែបនេះវានឹងមិនចាំបាច់ក្នុងការដាំសម្ភារៈពីរដាច់ដោយឡែកហើយបន្ទាប់មក "weld" ពួកគេជាមួយគ្នា។ អ្វីទាំងអស់ដែលត្រូវបានទាមទារគឺដើម្បីបង្កើតពិការភាពរចនាសម្ព័ន្ធនៅក្នុង nanotube កំឡុងពេលលូតលាស់របស់វា (ពោលគឺដើម្បីជំនួសកាបូនមួយនៃ hexagons ជាមួយ pentagon) ។ បន្ទាប់មកផ្នែកមួយនៃ nanotube នឹងក្លាយជាលោហៈ ហើយផ្នែកផ្សេងទៀតនឹងក្លាយជា semiconductor!

កម្មវិធីជាច្រើននៃ nanotubes នៅក្នុងឧស្សាហកម្មកុំព្យូទ័រត្រូវបានបង្កើតឡើងរួចហើយ។ ជាឧទាហរណ៍ គំរូនៃអេក្រង់សំប៉ែតស្តើងដែលផ្អែកលើម៉ាទ្រីស nanotube ត្រូវបានបង្កើត និងសាកល្បង។ នៅក្រោមសកម្មភាពនៃវ៉ុលដែលបានអនុវត្តទៅចុងម្ខាងនៃ nanotube អេឡិចត្រុងចាប់ផ្តើមបញ្ចេញពីចុងម្ខាងទៀត ដែលធ្លាក់លើអេក្រង់ phosphorescent និងបណ្តាលឱ្យភីកសែលបញ្ចេញពន្លឺ។ គ្រាប់ធញ្ញជាតិរូបភាពជាលទ្ធផលនឹងមានទំហំតូចអស្ចារ្យ៖ តាមលំដាប់មីក្រូ!

ដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍អាតូមិកដូចគ្នា គេអាចកត់ត្រា និងអានព័ត៌មានពីម៉ាទ្រីស ដែលមានអាតូមទីតាញ៉ូម ដេកលើស្រទាប់ខាងក្រោម -Al 2 O 3 ។ គំនិតនេះក៏ត្រូវបានដឹងដោយពិសោធន៍ផងដែរ៖ ដង់ស៊ីតេនៃការកត់ត្រាព័ត៌មានដែលសម្រេចបានគឺ 250 Gbit/cm 2 ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងឧទាហរណ៍ទាំងពីរនេះ ការអនុវត្តដ៏ធំគឺនៅឆ្ងាយនៅឡើយ ពោលគឺការច្នៃប្រឌិតដែលពឹងផ្អែកលើវិទ្យាសាស្ត្របែបនេះមានតម្លៃថ្លៃពេក។ ដូច្នេះ កិច្ចការសំខាន់បំផុតមួយនៅទីនេះគឺត្រូវបង្កើតវិធីសាស្រ្តថោកសម្រាប់អនុវត្តគំនិតទាំងនេះ។

ការចាត់ទុកជាមោឃៈនៅខាងក្នុង nanotubes (និងរចនាសម្ព័ន្ធស៊ុមកាបូនជាទូទៅ) ក៏បានទាក់ទាញចំណាប់អារម្មណ៍របស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រផងដែរ។ ជាការពិត តើនឹងមានអ្វីកើតឡើង ប្រសិនបើអាតូមនៃសារធាតុមួយចំនួនត្រូវបានដាក់នៅខាងក្នុង fullerene? ការពិសោធន៍បានបង្ហាញថាការបញ្ចូល (ឧទាហរណ៍ការបញ្ចូល) នៃអាតូមនៃលោហធាតុផ្សេងៗផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីរបស់ fullerenes ហើយថែមទាំងអាចប្រែក្លាយអ៊ីសូឡង់ទៅជា superconductor! តើអាចផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ nanotubes តាមរបៀបដូចគ្នាដែរឬទេ? វាប្រែថាបាទ។ នៅក្នុងការងារ [K. Hirahara et al, 2000] អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាចដាក់ខ្សែសង្វាក់ទាំងមូលនៃ fullerenes ជាមួយនឹងអាតូម gadolinium ដែលបានបង្កប់នៅក្នុងពួកវានៅក្នុង nanotube រួចហើយ! លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីនៃរចនាសម្ព័ន្ធមិនធម្មតាបែបនេះគឺខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃបំពង់ nanotube សាមញ្ញ ប្រហោង និងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃ nanotube ដែលមាន fullerenes ទទេនៅខាងក្នុង។ ដូចដែលវាប្រែថា valence electron ដែលផ្តល់ដោយអាតូមដែកដល់សាធារណៈជនមានន័យច្រើន! ដោយវិធីនេះវាគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ក្នុងការកត់សម្គាល់ថាការរចនាគីមីពិសេសត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់សមាសធាតុបែបនេះ។ រចនាសម្ព័ន្ធដែលបានពិពណ៌នាខាងលើត្រូវបានសរសេរជា [អ៊ីមែលការពារ] 60 @SWNT ដែលមានន័យថា "Gd inside C 60 inside a single wall nanotube (Single Wall NanoTube)"។

វាអាចធ្វើទៅបានមិនត្រឹមតែ "ជំរុញ" អាតូមនិងម៉ូលេគុលចូលទៅក្នុង nanotubes ម្តងមួយៗប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំង "ចាក់" សារធាតុចូលទៅក្នុងពួកវាផងដែរ។ ដូចដែលការពិសោធន៍បានបង្ហាញ បំពង់ nanotube បើកចំហមានលក្ខណៈសម្បត្តិ capillary ពោលគឺវាទាញរូបធាតុចូលទៅក្នុងខ្លួនវាដូចដែលវាមាន។ ដូច្នេះ បំពង់ nanotubes អាចត្រូវបានប្រើជាធុងមីក្រូទស្សន៍សម្រាប់ដឹកជញ្ជូនសារធាតុសកម្មគីមី ឬជីវសាស្រ្ត៖ ប្រូតេអ៊ីន ឧស្ម័នពុល សមាសធាតុឥន្ធនៈ និងសូម្បីតែលោហធាតុរលាយ។ នៅពេលដែលនៅខាងក្នុង nanotube អាតូម ឬម៉ូលេគុលមិនអាចចេញក្រៅបានទេ៖ ចុងបញ្ចប់នៃ nanotubes ត្រូវបាន "បិទជិត" ដោយសុវត្ថិភាព ហើយចិញ្ចៀនកាបូនក្រអូបគឺតូចចង្អៀតពេកសម្រាប់អាតូមភាគច្រើន។ ក្នុងទម្រង់នេះ អាតូម ឬម៉ូលេគុលសកម្មអាចត្រូវបានដឹកជញ្ជូនដោយសុវត្ថិភាព។ នៅពេលទៅដល់គោលដៅ បំពង់ nanotubes បើកនៅចុងម្ខាង (ហើយប្រតិបត្តិការនៃ " soldering" និង "unsoldering" ចុងបញ្ចប់នៃ nanotubes គឺស្ថិតនៅក្នុងថាមពលនៃបច្ចេកវិទ្យាទំនើបរួចទៅហើយ) ហើយបញ្ចេញមាតិការបស់វាក្នុងកម្រិតដែលបានកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ នេះមិនមែនជារឿងស្រមើស្រមៃទេ ការពិសោធន៍ប្រភេទនេះកំពុងត្រូវបានអនុវត្តរួចហើយនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ជាច្រើនជុំវិញពិភពលោក។ ហើយវាអាចទៅរួចដែលថាក្នុងរយៈពេល 10-20 ឆ្នាំ បច្ចេកវិទ្យានេះនឹងត្រូវបានប្រើដើម្បីព្យាបាលជំងឺ៖ ឧទាហរណ៍ អ្នកជំងឺត្រូវបានចាក់បញ្ចូលទៅក្នុងឈាមជាមួយនឹងបំពង់ nanotubes ដែលត្រៀមរួចជាស្រេចជាមួយនឹងអង់ស៊ីមសកម្មខ្លាំង បំពង់ nanotubes ទាំងនេះត្រូវបានប្រមូលផ្តុំនៅកន្លែងជាក់លាក់មួយនៅក្នុង រាងកាយដោយយន្តការមីក្រូទស្សន៍មួយចំនួននិង "បើក" នៅពេលជាក់លាក់មួយ។ បច្ចេកវិទ្យាទំនើបជិតរួចរាល់សម្រាប់ការអនុវត្ត...

ខ្លាំងជាងសំបកកង់រ៉ាឌីកាល់? ការចង្អុលបង្ហាញទាំងអស់គឺថាការមកដល់នៃបំពង់ណាណូកាបូន TUBALL នៅក្នុងឧស្សាហកម្មសំបកកង់នឹងបង្កើតឱ្យមានបដិវត្តបច្ចេកទេសកាន់តែអស្ចារ្យជាងការមកដល់នៃស៊ីលីកុននៅក្នុងទសវត្សរ៍ទី 90 ហើយនឹងត្រូវបានប្រៀបធៀបជាមួយនឹងការរកឃើញសំបកកង់រ៉ាឌីកាល់បន្ទាប់ពីសង្គ្រាម។ សូម្បីតែមួយចំនួនតូចនៃបំពង់តូចៗដ៏អស្ចារ្យទាំងនេះដែលមានអង្កត់ផ្ចិតមួយណាណូម៉ែត្រ (1 ពាន់លានម៉ែត្រ) ដែលមានជញ្ជាំងស្តើងដូចអាតូមកាបូនមួយ (!) អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការនៃកៅស៊ូណាមួយ។នៅលើមាត្រដ្ឋានមិនគួរឱ្យជឿ។ ប្រវត្តិនៃការច្នៃប្រឌិតនេះ កើតនៅក្នុងបេះដូងនៃស៊ីបេរី មានភាពអស្ចារ្យ និងដើម។

នៅឆ្នាំ 1945 ជាលើកដំបូងក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្រគ្រាប់បែកនុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានប្រើប្រាស់។ ពេល​នោះ​ហើយ​ដែល​មនុស្ស​បាន​ដឹង​ថា​សារធាតុ​គឺ​ជា​ឃ្លាំង​នៃ​ថាមពល​ដ៏​សម្បើម។ នៅដំណាក់កាលនោះការលំបាកចម្បងគឺ -ការទាញយកថាមពលត្រឹមត្រូវ។ វាគឺជាតម្រូវការក្នុងការធ្វើការជាមួយកាបូន nanotubes នៅកម្រិតអាតូមិចដែលធ្វើឱ្យពួកវាទាំងពីរមិនធម្មតានៅក្នុងលក្ខណៈរបស់ពួកគេនិងពិបាកក្នុងការសំយោគ។

មិនស្លាប់ដូចមនុស្សល្ងង់...

ការចាប់ផ្តើមមើលបច្ចេកវិទ្យាទំនើបបែបនេះជាមួយនឹងចំណេះដឹងអប្បបរមាគឺជាការធានាថាអ្នកនឹងមិនយល់អ្វីទាំងអស់នៅក្នុងការសិក្សានេះ ទោះបីជាអ្នកគិតថាអ្នកដឹងថាអ្វីជាកាបូនក៏ដោយ។ ប្រហែលជាជាង 500,000 ឆ្នាំមុន ជីដូនជីតារបស់យើងបានចាប់ផ្តើមប្រើវាសម្រាប់កំដៅ ឬចម្អិននៅលើធ្យូង។ ប្រហែល 3 សតវត្សមុនការចាប់ផ្តើមនៃការប្រើប្រាស់ធ្យូងថ្ម (ថ្ម) និងម៉ាស៊ីនចំហាយទឹកបានកត់សម្គាល់ការចាប់ផ្តើមនៃយុគសម័យឧស្សាហកម្ម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សម័យបុរេប្រវត្តិនេះក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្រកាបូនមិនមានជាប់ពាក់ព័ន្ធជាមួយគីមីវិទ្យាទំនើប...

ក្នុងន័យទូលំទូលាយ អ្វីគ្រប់យ៉ាងដែលលូតលាស់ និងរស់នៅលើផែនដីគឺអាស្រ័យទៅលើកាបូន។ ហើយមនុស្សម្នាក់ដែលមានទឹក 65%, អាសូត 3%, កាបូន 18% និងអ៊ីដ្រូសែន 10% គឺជាឧទាហរណ៍ដ៏ល្អឥតខ្ចោះនៃរឿងនេះ។ នៅក្នុងធម្មជាតិមានសមាសធាតុច្រើនជាងមួយលានពីការរួមផ្សំនៃកាបូន និងអ៊ីដ្រូសែន ហើយយើងមិនគួរភ្លេចថាបន្ទាប់ពីធ្យូងថ្ម ប្រភពថាមពលសំខាន់សម្រាប់យើងគឺអ៊ីដ្រូកាបូន៖ ជាទូទៅវាមិនងាយស្រួលទេក្នុងការធ្វើដោយគ្មានកាបូនដែលមិនអាចជំនួសបាន។ .

នៅក្នុងសភាពធម្មជាតិរបស់វា វាមានទម្រង់គ្រីស្តាល់តែពីរប៉ុណ្ណោះ ហើយមានទម្រង់ខុសគ្នាខ្លាំង៖ ពេជ្រ និងក្រាហ្វិច។ ទីមួយគឺជាវត្ថុដ៏មានកិត្យានុភាព កម្រ និងរឹងបំផុត ទីពីរមានជាតិខាញ់ចំពោះការប៉ះ ដែលជាប្រភេទកាបូនផ្តាច់មុខតិចជាងច្រើន ដែលជីកយករ៉ែក្នុងបរិមាណប្រហែលមួយលានកន្លះក្នុងមួយឆ្នាំ។ មានមនុស្សតិចណាស់ដែលដឹងថា ពេជ្រមួយគ្រាប់តាមពេលវេលា (រយៈពេលវែងណាស់!)បំបែកទៅជាក្រាហ្វិច ដែលជាទម្រង់កាបូនដែលមានស្ថេរភាពបំផុត។ យើងស្គាល់ច្បាស់ពីសារធាតុរ៉ែខ្មៅ ឬប្រផេះនេះ វាគឺមានតម្លៃចងចាំ ឧទាហរណ៍ ទឹកថ្នាំចិន ឬខ្មៅដៃ។ សព្វថ្ងៃនេះ ក្នុងចំណោមរបស់ផ្សេងទៀត ក្រាហ្វិចជួយធានាសុវត្ថិភាពនៃរោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ ហើយក៏ផ្តល់ឱ្យយើងនូវអាគុយអគ្គិសនីរាប់លានផងដែរ។ វាគឺជាគាត់ដែលជាបុព្វបុរសដែលមិនអាចប្រកែកបាននៃទម្រង់នៃរចនាសម្ព័ន្ធទាំងអស់ពីអាតូមកាបូនដែលមនុស្សនឹងបង្កើតជាបន្តបន្ទាប់។

ពីមីក្រូម៉ែត្រ...

លក្ខណៈសម្បត្តិរំអិលដែលមានប្រយោជន៍នៃក្រាហ្វិចដែលស្រដៀងនឹងកាបូន "yarrow" ឬ "ស្រទាប់មួយពាន់" នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាគឺដោយសារតែភាពងាយស្រួលដែលស្រទាប់រអិលលើគ្នាទៅវិញទៅមក។ ស្រទាប់សំប៉ែត និងស្តើងបំផុតទាំងនេះស្រដៀងទៅនឹង "Honeycombs" នៅក្នុងរូបរាងរបស់វា ដែលមានចិញ្ចៀនប្រាំជ្រុងនៅជាប់គ្នា ដែលផ្នែកខាងលើនីមួយៗគឺជាអាតូមកាបូនដែលភ្ជាប់ទៅនឹងប្រទេសជិតខាងទាំងបីរបស់វា។ មានសូម្បីតែស្រទាប់មួយ អាតូមក្រាស់! រចនាសម្ព័ន្ធពិសេសបែបនេះសម្របសម្រួល (អ្វីគ្រប់យ៉ាងគឺទាក់ទង!) ការចូលទៅកាន់អាតូមកាបូន។ សក្តានុពលដ៏ធំសម្បើមនៃក្រាហ្វិចត្រូវបានគេស្គាល់ជាយូរមកហើយ ប៉ុន្តែការប្រើប្រាស់នូវគុណសម្បត្តិវិជ្ជមានទាំងអស់នៃក្រាហ្វិតត្រូវបានរារាំងដោយបញ្ហាមួយចំនួនដែលកើតឡើងនៅពេលធ្វើការជាមួយក្រាហ្វិចនៅកម្រិតអាតូមិច។ រណ្តៅទីមួយគឺថា វានឹងអាចមើលឃើញយ៉ាងច្បាស់នូវរចនាសម្ព័ន្ធបែបនេះបាន លុះត្រាតែមានការមកដល់នៃមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងដែលមានថាមពលខ្ពស់ថ្មី។

ដំបូង អ្នកគីមីវិទ្យាបានមើលកាបូនតាមរយៈ prism នៃភាពងាយស្រួលដែលវាប្រែទៅជាជាតិសរសៃ។ នៅពេលភ្ជាប់មីក្រូគ្រីស្តាល់វែងនិងសំប៉ែតហើយតម្រឹមពួកវាតាមបន្ទាត់ប៉ារ៉ាឡែលវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីសំយោគសរសៃដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 5-10 មីក្រូ។ ការជួបប្រជុំគ្នានៃសរសៃកាបូន 1, 3, 6, 12, 24, 48 ពាន់ អាស្រ័យលើប្រភេទនៃការប្រើប្រាស់ដែលពួកគេត្រូវបានបម្រុងទុក។
ជួយសំយោគខ្សែស្រឡាយដ៏រឹងមាំគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើល ទោះបីជាវាគ្មានទម្ងន់ក៏ដោយ។ ក្នុងកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងដើម្បីស្ដារឧស្សាហកម្មវាយនភណ្ឌដែលបានរងទុក្ខក្នុងសង្គ្រាម ចាប់តាំងពីឆ្នាំ 1959 មក ជនជាតិជប៉ុនបាននិងកំពុងអភិវឌ្ឍជាតិសរសៃកាបូន។ មជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវដំបូងគេនឹងក្លាយទៅជា Toray ដែលនៅតែជាក្រុមហ៊ុនធំបំផុតមួយរបស់ពិភពលោក។

ទិដ្ឋភាពទូទៅសង្ខេបនៃគុណភាពពិសេសនៃបំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ៖ លក្ខណៈចរន្តគឺល្អជាងទង់ដែង ខណៈពេលដែលវាស្រាលជាងប្រាំដង និងខ្លាំងជាងដែក 100 ដង ប្រវែងរបស់ពួកគេគឺមួយលានដងអង្កត់ផ្ចិតរបស់ពួកគេ ហើយ 1 ក្រាមនៃផ្ទៃដែលបានអភិវឌ្ឍគ្របដណ្តប់លើផ្ទៃ។ តំបន់នៃទីលានបាល់បោះចំនួន 2!

សរសៃថ្មីទាំងនេះមិនមានប្រយោជន៍ទាំងស្រុងសម្រាប់វាយនភណ្ឌប្រពៃណីទេ ប៉ុន្តែដោយសារលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចពិសេស ពួកគេត្រូវបានកោតសរសើរយ៉ាងឆាប់រហ័សដោយឧស្សាហកម្មយោធា និងអាកាសចរណ៍។ សព្វថ្ងៃនេះ យន្តហោះស៊ីវិលជំនាន់ចុងក្រោយនេះ ត្រូវបានផលិតឡើងពីជាតិសរសៃកាបូនច្រើនជាង 50% ហើយ A380 នឹងមិនអាចហោះហើរបានទាល់តែសោះ បើគ្មានវា... ឡានប្រណាំង សិប្បនិមិត្ត ។ល។ អ្នកលែងអាចធ្វើបានដោយគ្មានជាតិសរសៃកាបូន។

... ទៅ ណាណូម៉ែត្រ

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ យើងត្រូវរង់ចាំរហូតដល់ឆ្នាំ 1985 នៅពេលដែលមនុស្សបានបង្កើតទម្រង់គ្រីស្តាល់ទី 3 នៃកាបូន ដែលលើកនេះ សិប្បនិម្មិតពេញលេញ និងពេញលេញ។ មាត្រដ្ឋានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំង ហើយការជ្រមុជចូលទៅក្នុងជម្រៅនៃបរិមាណតិចតួចបំផុតចាប់ផ្តើម មីក្រូនៃសរសៃត្រូវបានជំនួសដោយ nanometer ។ បុព្វបទ "ណាណូ" ("នីន" នៅក្នុងភាសាក្រិច) មានន័យថា 1 ពាន់លាននៃមួយម៉ែត្រ។ នៅពេលអ្នកលេងជាមួយអាតូមនៅលើមាត្រដ្ឋាន nanometer អ្នកត្រូវបែងចែកទំហំមីក្រូនដោយ 1,000! ការរកឃើញរបស់ fullerenes បានកើតឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ នៅពេលដែលក្រុមតារាវិទូបានព្យាយាមស្វែងរកចម្លើយចំពោះសំណួរអំពីធម្មជាតិនៃប្រភពដើមនៃខ្សែសង្វាក់ដែលមានផ្ទុកកាបូនដ៏វែងដែលបានរកឃើញនៅក្នុងលំហ។

ដោយផ្អែកលើចំណេះដឹងរបស់ពួកគេអំពីម៉ូលេគុលដែលមានស្រទាប់ក្រាហ្វិចពីរវិមាត្រ អ្នកគីមីវិទ្យាអាចបង្កើតម៉ូលេគុល 3-D ថ្មីដែលនៅតែជាកាបូន 100% ប៉ុន្តែយកទម្រង់ចម្រុះ និងគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បន្ថែមទៀត៖ រាងស្វ៊ែរ រាងពងក្រពើ បំពង់ ចិញ្ចៀន ល។ ឃ. តើ​វិធី​បង្កើត​នេះ​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​សម្រាប់​អ្វី​ខ្លះ? ការហួតនៅក្នុងបរិយាកាសអព្យាក្រឹតនៃថាសក្រាហ្វីតដោយមធ្យោបាយនៃការ ablation ឡាស៊ែរនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌជាក់លាក់ខ្លាំងណាស់។ គំនិតខ្លួនឯង ក៏ដូចជាការអនុវត្តរបស់វា គឺនៅឆ្ងាយពីអំណាចរបស់មនុស្សគ្រប់រូប... ដែលត្រូវបានទទួលស្គាល់ជាផ្លូវការនៅឆ្នាំ 1996 នៅពេលដែលរង្វាន់ណូបែលគីមីវិទ្យាត្រូវបានប្រគល់ជូនក្រុមអ្នកបង្កើតអង់គ្លេស-អាមេរិកដែលមានក្រុម Kroto, Curl (Curl), Smalley ។ ហើយវាយុត្តិធម៌។

ផលិតផលដំបូងបំផុតដែលទទួលបានដោយវិធីសាស្ត្រជំនាន់នេះ ដើមឡើយមានរូបរាងដូចបាល់បាល់ទាត់! ដូចបាល់ដែរ រចនាសម្ព័ន្ធត្រូវបានបំបែកជា 20 hexagons ហើយដូចជា graphite វាត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹង pentagons ចំនួន 12 ។ រចនាសម្ព័ននេះហៅថា C60 មានកំរាស់ត្រឹមតែ 0.7 nanometers និងមានចន្លោះខាងក្នុងតែមួយ nanometer ដែលតូចជាងបាល់បាល់ទាត់ពិត 200 លានដង! ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាគឺជាលក្ខណៈពិសេសនេះដែលទាក់ទងនឹងវប្បធម៌ Anglo-Saxon នៃក្រុមស្រាវជ្រាវដែលនឹងនាំទៅដល់ការចាត់តាំងឈ្មោះដើមដល់ផលិតផល។ ជាកិត្តិយសរបស់ស្ថាបត្យករ Buckminster Fuller ដែលជាអ្នកបង្កើត geodesic spheres C60 ត្រូវបានគេហៅថា "footballene" សម្រាប់ពេលខ្លះ បន្ទាប់មកបានក្លាយជា buckminsterfullerene ដំបូង ហើយក្រោយមកត្រូវបានកាត់បន្ថយ (ជាសំណាងល្អ!) ទៅជា fullerene ។

បន្ទាប់ពីទ្វារនៃការបង្កើតសម្ភារៈច្នៃប្រឌិតមួយត្រូវបានបើកដំណើរការបានចាប់ផ្តើម: ក្រុមស្រាវជ្រាវជាច្រើនបានប្រញាប់ប្រញាល់ដើម្បីទទួលបាន fullerenes ដោយបង្កើតវិធីសាស្រ្តផ្សេងៗសម្រាប់ការសំយោគរបស់វា។ ទម្រង់ចម្រុះបំផុតនៃ fullerene បានចាប់ផ្តើមលេចឡើង មានប្រសិទ្ធភាពជាងប្រភេទមុន ជាមួយនឹងគុណភាពខុសប្លែកពីគេ! ឥឡូវនេះវាត្រូវបានគេជឿថាមានច្រើនជាង 250,000 ប្រភេទ fullerons (ហើយនេះមិនមែនជាទីបញ្ចប់!) ដែលអាចមានប្រយោជន៍នៅក្នុងឧស្សាហកម្មណាមួយ: ឱសថ, គ្រឿងសំអាង, អេឡិចត្រូនិ, photovoltaics, ប្រេងរំអិល។ល។ បន្ទាប់ពីលុយ ភាគល្អិតណាណូគឺជារបស់ដែលប្រើច្រើនជាងគេបំផុតក្នុងពិភពលោក។

ហើយបន្ទាប់មកមាន nanotubes និងចុងក្រោយ graphene ។

បន្ទាប់ពី C60 វាអាចទទួលបាន "បាល់ទាត់" នៃ 70, 76, 84, 100, 200 អាតូម និងសូម្បីតែ 20 ហើយនេះគ្រាន់តែជាការចាប់ផ្តើមប៉ុណ្ណោះ។ នៅក្រោមឥទិ្ធពលនៃសីតុណ្ហភាព ម៉ូលេគុលកាបូនត្រូវបានបែងចែក (មនុស្សម្នាក់ត្រូវតែរៀនពីរបៀបធ្វើវា) ហើយអាតូមធាតុផ្សំរបស់វាត្រូវបានបង្រួបបង្រួមឡើងវិញក្នុងទម្រង់ផ្សេងៗគ្នាដែលមិនចេះចប់ ហើយវាហាក់ដូចជាការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធណាមួយអាចធ្វើទៅបាន។ Balls, megatubes, nanotubes, dimers, polymers, nanoonions ជាដើម ក្រុមគ្រួសារដ៏ធំនៃ fullerenes កំពុងតែរីកលូតលាស់ឥតឈប់ឈរ ប៉ុន្តែ nanotubes តូចៗនៅតែជាក្តីសង្ឃឹមចម្បងសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍ឧស្សាហកម្មដ៏ធ្ងន់ធ្ងររហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះ។

ប្រសិនបើ 1959 និង 1985 ត្រូវបានទទួលយកជាទូទៅកាលបរិច្ឆេទសម្រាប់កំណើតនៃជាតិសរសៃកាបូននិង fullerenes នោះ nanotubes បានបង្ហាញខ្លួននៅកន្លែងណាមួយនៅចន្លោះឆ្នាំ 1991 និង 1993 ។ នៅឆ្នាំ 1991 អ្នកត្រួសត្រាយជនជាតិជប៉ុនលោក Sumio Iijima (NEC) ក្នុងអំឡុងពេលស្រាវជ្រាវរបស់គាត់ក្នុងការសំយោគនៃ fullerenes បានទទួល nanotubes ពហុស្រទាប់ដំបូងចំនួននៃស្រទាប់ graphene ដែលមានចាប់ពី 2 ទៅ 50 ។ គាត់ទទួលបានពួកវាឡើងវិញនៅឆ្នាំ 1993 ប៉ុន្តែឥឡូវនេះពួកគេ nanotubes ដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ ហើយក្នុងពេលតែមួយ Donald S. Bethune, IBM (Donald S. Bethune) នីមួយៗតាមវិធីផ្ទាល់ខ្លួនរបស់គាត់។

នៅដំណាក់កាលនេះនៅក្នុងប្រវត្តិសាស្រ្តទំនើបនៃកាបូន សម្ភារៈមួយលេចឡើងដែលបង្កើតជាជញ្ជាំងនៃ nanotube ជញ្ជាំងតែមួយ (ជញ្ជាំងតែមួយ) ពោលគឺ graphene ។ នេះគឺជាគ្រីស្តាល់ពីរវិមាត្រដ៏ល្បី ដែលមានស្រទាប់សំប៉ែតក្នុងទម្រង់ជា Honeycomb ហើយមានអាតូមតែមួយក្រាស់ ស្រទាប់ដែលបង្កើតជាក្រាហ្វិច។ តាមពិតទៅ អ្វីដែលហាក់ដូចជាសាមញ្ញ ដែលផ្តល់ប្រភពដើមពីធម្មជាតិរបស់វា គឺមិនមែនទេ ដូច្នេះយើងត្រូវរង់ចាំឆ្នាំ 2004 នៅពេលដែលជនជាតិហូឡង់ André Geim អាចញែកកំរាលព្រំនេះ (ឬក្រឡាចត្រង្គ?) អាតូមក្រាស់មួយតាមរបៀបដើម។ គាត់​បាន​ប្រើ​ទុយោ​ដើម្បី​បក​ស្រទាប់​សារធាតុ​ចេញ​ជា​ស្រទាប់ៗ​រហូត​ដល់​ស្រទាប់​មួយ​មាន​កម្រាស់ ១ ​​អាតូម។ ជាការពិតណាស់ វិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតនៃការទទួលបាន graphene ត្រូវបានគេរកឃើញ ប៉ុន្តែសម្រាប់ Geim នេះបានចែករំលែកណូបែលក្នុងឆ្នាំ 2010 ជាមួយ Konstantin Novoselov ដែលជាជនជាតិអង់គ្លេសដើមកំណើតរុស្សី ដែលដូចជាគាត់ធ្វើការនៅចក្រភពអង់គ្លេស។

តាមទស្សនៈធម្មតា នាពេលអនាគត ក្រាហ្វិននឹងធ្វើបដិវត្តជីវិតរបស់យើង។ តាម​អ្នក​ខ្លះ​ថា នេះ​ជា​ភាព​ចលាចល​ផ្នែក​បច្ចេកវិទ្យា​ដែល​អាច​ប្រៀបធៀប​បាន​ក្នុង​វិសាលភាព​នៃ​ការ​ផ្លាស់​ប្តូរ​ពី​យុគ​សំរិទ្ធ​ទៅ​យុគ​ដែក! Graphene ដែល​អាច​បត់បែន​បាន និង​បត់បែន​បាន​ធ្វើ​ចរន្ត​អគ្គិសនី​បាន​ល្អ​ជាង​ទង់ដែង។ ក្រាហ្វិនគ្មានពណ៌គឺស្រាលជាងដែក 6 ដង ហើយខ្លាំងជាង 100 ឬ 300 ដង។ តែមួយគត់នេះអាចធ្វើអ្វីគ្រប់យ៉ាង: ទោះបីជាគាត់មានទំហំប៉ុនណាក៏ដោយគាត់អាចពង្រឹងស្ទើរតែទាំងអស់។ វាស្តើងជាងសក់ ១លានដងស្រទាប់ក្រាហ្វិន 3 លានស្រទាប់ជាប់គ្នាមិនក្រាស់ជាង 1 ម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភពផែនដីទាំងមូល ចាប់ផ្តើមពីទ្វីបអឺរ៉ុប កំពុងចំណាយប្រាក់រាប់ពាន់លាន ដើម្បីរៀនពីរបៀបសំយោគស្រទាប់បែបនេះ ឱ្យមានទំហំត្រឹមត្រូវក្នុងតម្លៃសមរម្យ។ ជាអកុសល មិនមែនគ្រប់គ្នាអាចសម្រេចបាននេះនៅឡើយទេ!

បំពង់ nanotube ជញ្ជាំងតែមួយ

ក្នុងពេលនេះការចាប់ផ្តើមនៃការសំយោគសៀរៀលនៃ graphene មិនត្រូវបានបង្កើតឡើង ទម្រង់មួយផ្សេងទៀតនៃ fullerene ជាមួយនឹងជញ្ជាំងធ្វើពី graphene បានចាប់ផ្តើមទទួលបានសន្ទុះ៖ បំពង់ nanotube ។ ដំបូង Iijima (Iijima) ទទួលបានវាដោយប្រើអេឡិចត្រូតក្រាហ្វិចពីរ: នៅពេលដែលចរន្តអគ្គិសនីបង្កើតប្លាស្មានៃ 6000 ° C: anode (+) ហួតហើយ precipitate ពណ៌ខ្មៅនៅលើ cathode (-) នោះគឺ nanotubes ។ បន្ថែមពីលើវិធីសាស្រ្តនៃ "ការបញ្ចោញប្លាស្មាដោយធ្នូ" ក៏មានផ្សេងទៀតដែរ: នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់និងមធ្យមក្នុងស្ថានភាពឧស្ម័ន។ លទ្ធផលគឺខុសគ្នា ទោះបីជាភ្លាមៗបន្ទាប់ពីការបញ្ចេញរបស់វា អាតូមកាបូនភ្លាមៗចាប់ផ្តើមរួបរួមគ្នាបង្កើតជារូបរាងដ៏ចម្លែក។ ដូច្នេះភាគច្រើននៃ nanotubes សំយោគដែលជាអ្នកស្នងមរតកនៃគ្រួសារ fullerene ត្រូវបាន "បិទ" នៅចុងបញ្ចប់ជាមួយនឹងមួកអឌ្ឍគោលមួយឬពីរ។ "ពាក់កណ្តាលបាល់ទាត់" ទាំងនេះអាចត្រូវបានរក្សាទុកឬដកចេញដើម្បីបើកចុងទាំងពីរនៃបំពង់ហើយបំពេញវាជាមួយនឹងផលិតផលផ្សេងទៀតដើម្បីធ្វើឱ្យវាកាន់តែគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍។

បំពង់ណាណូពហុជញ្ជាំង (MW, multiwall) ស្រដៀងនឹងតុក្កតាសំបុករបស់រុស្ស៊ីនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា៖ បំពង់ជាច្រើនដែលមានអង្កត់ផ្ចិតថយចុះ បត់ចូលគ្នា ឬស្រទាប់មួយវិលជុំវិញខ្លួនវាដូចជារមូរ។ វាក៏មានចន្លោះប្រហោងនៅក្នុងកោសិកា ឬរចនាសម្ព័ន្ធផ្សេងទៀតដែលមានជ្រុង 5 ឬ 7 ហើយជួនកាលភាពមិនបរិសុទ្ធ ប្រាក់បញ្ញើពីកាតាលីករលោហៈ ដែលជាកត្តាមិនអាចខ្វះបានក្នុងប្រតិបត្តិការនេះ៖ បន្ទាប់មកមុនពេលប្រើ nanotubes បែបនេះ ពួកគេត្រូវតែបន្សុត ឬស្ដារឡើងវិញ។ ជញ្ជាំងតែមួយ (SW, ជញ្ជាំងតែមួយ) ក៏អាចមានរចនាសម្ព័ន្ធខុសគ្នាខ្លាំង (វង់ឬអត់) ដែលផ្តល់ឱ្យពួកគេនូវអត្ថប្រយោជន៍ដ៏អស្ចារ្យទាក់ទងនឹងលក្ខណៈមេកានិចឬអគ្គិសនីហើយផ្តល់ឱ្យពួកគេនូវលក្ខណៈសម្បត្តិនៃ conductor ឬ semiconductor ជាដើម។

ការធ្វើជាម្ចាស់នៃវិធីសាស្រ្តនៃការសំយោគ nanotube មិនមែនជាការធ្វើដំណើរតាមដងទន្លេដ៏វែងឆ្ងាយ និងស្ងប់ស្ងាត់នោះទេ ប៉ុន្តែជាដំណើរការដ៏ស្មុគស្មាញបំផុត ដែលមាននៅក្នុងការធ្វើការជាមួយបរិមាណតិចតួចនៃសម្ភារៈក្នុងកម្រិតខ្ពស់នៃការចំណាយ។ វានៅតែមានការលំបាកមួយចំនួន ហើយវានៅតែពិបាកខ្លាំងក្នុងការធ្វើដំណើរជុំវិញពួកគេ។ រឿងនេះត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងឆ្នាំ 2013 នៅពេលដែលក្រុមហ៊ុនយក្សគីមី Bayer បានខាតបង់ប្រាក់យ៉ាងច្រើនដោយការបិទ ត្រឹមតែបីឆ្នាំបន្ទាប់ពីការបើករោងចក្ររបស់ខ្លួននៅទីក្រុង Leverkusen សម្រាប់ ការសំយោគនៃ 200 តោននៃ nanotubes ក្នុងមួយឆ្នាំ។ វាហាក់បីដូចជាការសម្រេចចិត្តនេះត្រូវបានជំរុញដោយបច្ចេកទេស (ជាតិសរសៃកាបូន និង Kevlar នៅតែស្ថិតក្នុងលំដាប់) និងការប្រកួតប្រជែងពាណិជ្ជកម្ម ក៏ដូចជាការវាយតម្លៃឡើងវិញនៃតម្រូវការ ទាំងផ្នែកបរិមាណ និងអត្រាកំណើនរបស់វា។

OCSiAl កូនរបស់ taiga ស៊ីលីកូន

ដូចជាការច្នៃប្រឌិតទំនើបដ៏អស្ចារ្យជាច្រើនជាមួយអ្នកបង្កើតជាច្រើន ការរកឃើញនៃ nanotubes មិនត្រឹមតែដោយសារតែ Iijima និង Bethune ប៉ុណ្ណោះទេ។ ក្រុមជាច្រើនបានធ្វើការលើបញ្ហានេះ ពេលខ្លះពួកគេមិនទាំងស្គាល់គ្នា និងប្រើវិធីផ្សេងគ្នា។ ការសិក្សាដោយប្រុងប្រយ័ត្នបន្ថែមទៀតអំពីប្រវត្តិសាស្រ្តនៃបញ្ហានេះបង្ហាញថានៅឆ្នាំ 1952 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសូវៀត Radushkevich និង Lukyanovich កំពុងធ្វើការស្រាវជ្រាវលើបំពង់ដែលវាស់ 50 nanometers ហើយនៅឆ្នាំ 1976 Oberlin, Endo និង Koyama បានសិក្សាសរសៃប្រហោង និងបំពង់ណាណូកាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ (ជញ្ជាំងតែមួយ។ បំពង់កាបូនណាណូ អក្សរកាត់ SWCNT)។ នៅឆ្នាំ 1981 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសូវៀតបានទទួលរូបភាពនៃ curling graphene ដែលជាបំពង់ជញ្ជាំងតែមួយក្នុងចន្លោះពី 0.6 ទៅ 6 nm ។

សង្គ្រាមត្រជាក់ និងការការពារអាថ៌កំបាំងឧស្សាហកម្មបានពន្យឺតការផ្សព្វផ្សាយព័ត៌មានអំពី nanotubes ដែលពន្យល់ពីរូបរាងនៅលើទីផ្សារពិភពលោករបស់ក្រុមហ៊ុនរុស្ស៊ី OCSiAl ដែលមានទីតាំងនៅ Akademgorodok ដែលជាទីក្រុងស្រាវជ្រាវចម្ងាយ 20 គីឡូម៉ែត្រពី Novosibirsk កណ្តាលនៃស៊ីបេរី។ វាត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 1957 ដោយអ្នកសិក្សា Lavrentiev បណ្ឌិតផ្នែករូបវិទ្យា និងគណិតវិទ្យា។ Nikita Khrushchev បានឧបត្ថម្ភដល់ការបង្កើតលក្ខខណ្ឌល្អបំផុតសម្រាប់ជីវិតនិងការងាររបស់វរជននៃវិទ្យាសាស្ត្រសូវៀត។ ត្រូវបានបោះបង់ចោលដោយសារតែការដួលរលំនៃសហភាពសូវៀត Akademgorodok ត្រូវបានរស់ឡើងវិញនៅពេលក្រោយក្នុងទម្រង់ថ្មី ទំនើបជាង និងមូលធននិយម។ ទីក្រុងនេះមានប្រជាជនចំនួន 60,000 នាក់សព្វថ្ងៃនេះ គឺជាកន្លែងសម្រាប់ការចាប់ផ្តើមអាជីវកម្មលំដាប់ពិភពលោក។ នៅឆ្នាំ 2006 បច្ចេកវិទ្យាថ្មីមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងនោះ។ ថាមវន្ត ភាពច្នៃប្រឌិត និងការប្រមូលផ្តុំខ្ពស់នៃសហគ្រាសទំនើបអនុញ្ញាតឱ្យយើងហៅ Akademgorodok "Silicon Taiga" - ដោយភាពស្រដៀងគ្នាជាមួយ Silicon Valley នៃរដ្ឋ California...

ឈ្មោះ OCSiAl គឺជាការចង្អុលបង្ហាញអំពីនិមិត្តសញ្ញាគីមីនៃធាតុសំខាន់ៗដែលក្រុមហ៊ុនធ្វើការ: O - អុកស៊ីសែន, C6 - កាបូនដែលមានលេខអាតូមិច 6, Si - ស៊ីលីកូន, Al - អាលុយមីញ៉ូម។

បីនាក់ Musketeers OCSiAl

ដូចដែលប្រពៃណីតម្រូវ មាន Musketeers បួននាក់នៃស្ថាបនិក OCSiAl! ទោះបីជាជាផ្លូវការ Mikhail Predtechensky គ្រាន់តែជាអនុប្រធានជាន់ខ្ពស់ អ្នកនិពន្ធនៃបច្ចេកវិទ្យាសំយោគក៏ដោយ គាត់នៅតែជាតួអង្គសំខាន់នៅក្នុងក្រុមហ៊ុន និងជាបុរសនាពេលអនាគត។ វាគឺជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ និងអ្នកបង្កើតនេះដែលអាចបញ្ចប់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ "គីមីប្លាស្មា" ដែលមានសមត្ថភាពសំយោគបំពង់ណាណូកាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយដែលមានគុណភាពខ្ពស់បំផុតក្នុងបរិមាណធំ ហើយដូច្នេះក្នុងតម្លៃទីផ្សារដែលគ្មាននរណាម្នាក់អាចធ្វើបាន។ ធ្វើ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនេះជាអ្នកកាន់បច្ចេកវិទ្យាទំនើបបំផុត ត្រូវបានចូលរួមដោយសហស្ថាបនិក ហិរញ្ញវត្ថុ និងអ្នកគ្រប់គ្រងជាន់ខ្ពស់បីនាក់ផ្សេងទៀត៖ Yuri Igorevich Koropachinsky, Oleg Igorevich Kirilov ហើយឥឡូវនេះរស់នៅក្នុងប្រទេសអ៊ីស្រាអែល។ Yuri Zelvensky ។ ពួកគេអាចកំណត់អត្តសញ្ញាណសក្តានុពលនៃទីផ្សារពិភពលោក (ប៉ាន់ស្មានថាមានចំនួន 3 ពាន់លានដុល្លារ!) និងបង្កើនប្រាក់ចំនួន 350 លានដុល្លារដើម្បីស្វែងរក OCSiAl ក្នុងឆ្នាំ 2009 ហើយបន្ទាប់មកនៅឆ្នាំ 2013 បានចុះបញ្ជីប៉ាតង់ និងសាងសង់រ៉េអាក់ទ័រ Graphetron 1.0 ដែលមានសមត្ថភាពសំយោគ 10 តោន។ នៃបំពង់ណាណូកាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយក្នុងមួយឆ្នាំ។

Graphetron 1.0 ត្រូវបានដាក់ឱ្យចរាចរក្នុងឆ្នាំ ២០១៤ ។ ហើយនៅឆ្នាំ 2016 ក្រុមហ៊ុនមានបុគ្គលិករបស់ខ្លួនចំនួន 260 នាក់រួចហើយ ដែលក្នុងនោះមនុស្ស 100 នាក់គឺជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដែលមានកម្រិតខ្ពស់បំផុតធ្វើការនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នៃ Akademgorodok ។ បុគ្គលិករបស់ក្រុមហ៊ុនដែលនៅសល់គឺជាវិស្វករ និងពាណិជ្ជករដែលលក់ឧបករណ៍ nanotubes ក្រោមម៉ាកយីហោ TUBALL ជុំវិញពិភពលោក។ ដំបូងឡើយ ការិយាល័យត្រូវបានបើកនៅទីក្រុង Columbus, Incheon, Mumbai, Shenzhen, Hong Kong, Moscow ដើម្បីចូលទៅកាន់ទីផ្សារធំៗទាំងអស់។ ទីស្នាក់ការកណ្តាលរបស់ក្រុមហ៊ុនមានទីតាំងនៅលុចសំបួ។ ក្រុមនេះមានអ្នកឯកទេសមកពីទម្រង់ផ្សេងៗគ្នា ចាប់តាំងពីមានឧស្សាហកម្មមួយចំនួនធំ (និងចម្រុះណាស់) ដែលផលិតផលរបស់ពួកគេអាច "ជំរុញ" TUBALL ។ អ្នកឯកទេសផ្នែកបច្ចេកទេស និងពាណិជ្ជកម្មមានទំនុកចិត្តលើគុណភាព និងលទ្ធភាពដ៏ធំទូលាយសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ TUBALL ។ ទីផ្សារ OCSiAl កំណត់របារគោលដៅខ្ពស់សម្រាប់ពួកគេ។ នៅឆ្នាំ 2017 វាត្រូវបានគេគ្រោងនឹងដាក់ដំណើរការម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រទីពីរដែលមានសមត្ថភាពសំយោគ 50 តោនក្នុងមួយឆ្នាំ។ ការ​ព្យាករ​រយៈ​ពេល​ខ្លី​គឺ​ជា​និទស្សន្ត​ដោយ​ផ្អែក​លើ 800 តោន​ក្នុង​ឆ្នាំ 2020 និង 3,000 តោន​ក្នុង​ឆ្នាំ 2022។

ហើយប្រសិនបើ graphetrons ពីរដំបូងចាប់ផ្តើមសំយោគ 60 តោននីមួយៗនៅក្នុង Akademgorodok ចាប់ពីឆ្នាំ 2018 នោះតាមទ្រឹស្តីទីបីគួរតែលេចឡើងនៅជិតអឺរ៉ុបនិងទីផ្សារសំខាន់របស់វា។ ហើយចាប់តាំងពីការបញ្ជាក់ជាមូលដ្ឋានអំពាវនាវឱ្យមាន "ថាមពល និងឧស្ម័នច្រើន" ការភ្នាល់កំពុងត្រូវបានធ្វើឡើងរួចហើយអំពីទីតាំងនាពេលអនាគត៖ ហេតុអ្វីបានជាមិននៅក្នុងប្រទេសលុចសំបួ ចាប់តាំងពីក្រុមហ៊ុនមានទីស្នាក់ការនៅទីនេះ?

ជម្រះឧត្តមភាព

មនុស្សម្នាក់អាចចាត់ទុកថាការព្យាករណ៍បែបនេះមានសុទិដ្ឋិនិយមពេកហើយខ្លាចក្នុងការហោះហើរចូលទៅក្នុងបំពង់ដូចដែលបានកើតឡើងជាមួយ Bayer ប៉ុន្តែគ្មាននរណាម្នាក់នៅក្នុងប្រទេសលុចសំបួខ្លាចរឿងនេះទេ - បំពង់ណាណូកាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ TUBALL មានភាពអស្ចារ្យចំពោះលក្ខណៈរបស់វាចំពោះបំពង់ណាណូពហុស្រទាប់។ នេះជាអ្វីដែល Christoph Siara នាយកផ្នែកទីផ្សារ និងលក់ Ocsial Europe និង Jean-Nicolas Helt អ្នកដឹកនាំការអភិវឌ្ឍន៍ និងការគាំទ្រអតិថិជន Elastomers OCSiAl Europe ជឿជាក់។ អ្នកមិនអាចប្រាប់ឈ្មោះ Christophe Ciara ថាគាត់ជាជនជាតិអាឡឺម៉ង់ទេ។ Christoph បានទទួលការអប់រំជាមេធាវី។ រស់នៅក្នុងប្រទេសបារាំងតាំងពីឆ្នាំ 1983 ការផ្លាស់ប្តូរអាជីពពីឧស្សាហកម្មទំនើបមួយទៅឧស្សាហកម្មមួយទៀតបានផ្តល់ឱ្យគាត់នូវបទពិសោធន៍ដើម្បីធ្វើជាម្ចាស់នៃបច្ចេកវិទ្យាដ៏ស្មុគស្មាញបំផុតដោយការយល់ដឹង។ នៅពេលដែល Christophe Ciara និយាយអំពី nanotubes គាត់អាចត្រូវបានគេច្រឡំថាជាអ្នកគីមីពិតប្រាកដ។ វិស្វករ Jean-Nicolas Elt មកពីប្រទេសបារាំង។ គាត់បានបញ្ចប់ការសិក្សាផ្នែករូបវិទ្យាបរិស្ថានពីសាកលវិទ្យាល័យ Nancy បន្ទាប់មកពី ESEM នៃ Orléans ។ សូមអរគុណចំពោះការអប់រំដ៏ល្អរបស់គាត់ គាត់អាចចូលរួមជាមួយ Goodyear នៅប្រទេសលុចសំបួ។ ក្នុងរយៈពេល 17 ឆ្នាំ គាត់មានស្នាដៃសំខាន់ៗជាច្រើននៅក្នុងឧស្សាហកម្មសំបកកង់សម្រាប់រថយន្តដឹកទំនិញធុនធ្ងន់ និងរថយន្តដឹកអ្នកដំណើរ។ ក្នុងឆ្នាំ 2015 គាត់បានចូលរួមជាមួយ OCSiAl ក្នុងនាមជាអ្នកគ្រប់គ្រងគម្រោង ហើយវាគឺជាគាត់ដែលបាននិយាយថា TUBALL nanotubes អាចនាំមកនូវអ្វីដែលមានតម្លៃសម្រាប់ឧស្សាហកម្មសំបកកង់។

Christophe Ciara ពន្យល់ថា ការដាក់បញ្ចូលបំពង់ណាណូកាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ TUBALL គឺជារបកគំហើញដ៏សំខាន់សម្រាប់ឧស្សាហកម្មនេះ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងអ្នកកាន់តំណែងមុន បំពង់ណាណូពហុជញ្ជាំង។ ជាមួយនឹងអង្កត់ផ្ចិតរបស់ពួកគេចាប់ពី 25 ទៅ 40 nm ដែលមានស្រទាប់រមួលជាច្រើន បំពង់ណាណូពហុស្រទាប់ទាំងនេះមានភាពរឹងប៉ឹងគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីជះឥទ្ធិពលអវិជ្ជមានលើលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរបស់វា។ មិនដូចបំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងច្រើនទេ បំពង់ណាណូកាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ TUBALL គឺស្តើងតាមលំដាប់ 1.5 nm និងវែងណាស់> 5 microns៖ “ពួកវាវែងជាងទទឹង 3,000 ដង ដែលកាន់តែច្បាស់ជាមួយឧទាហរណ៍នេះ៖ នេះជាប្រព័ន្ធធារាសាស្រ្តសួនរបស់អ្នក។ ទុយោប្រវែង១០០ម៉ែត្រ!

នេះមានន័យថាមានផ្នែកខាងភាសានៃបញ្ហាផងដែរព្រោះឈ្មោះ "serpentine", "noodle", "ប្រហោងនិងកាបូនសរសៃវែង" មើលទៅសមរម្យជាងបំពង់។ ប៉ុន្តែនៅតែ nanotube គឺសាមញ្ញជាង!

ទិដ្ឋភាពផ្សេងទៀតដែល TUBALL មិនមានគូប្រជែង៖ ស្រទាប់ក្រាស់ 1 nm របស់វាគឺពិតជាដូចគ្នា កាបូនអាម៉ូញ៉ូម< 10 %, остаточные неорганические примеси (Fer) < 15 % заключены в капсулах, то есть не действуют. В отличие от своих конкурентов TUBALL не требует никакой очистки. Кроме того к отличительным чертам нанотрубок TUBALL можно отнести: содержание углерода >85%, សមាមាត្រក្រុម G/D (Raman spectrometry) > 70, ដែលបញ្ជាក់ពីការដំណើរការដ៏ល្អ។ លទ្ធផលទាំងអស់ត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយមន្ទីរពិសោធន៍ឯករាជ្យ ដែលមួយក្នុងចំណោមនោះគឺ Intertek (ឧសភា 2014)។

ការលូតលាស់មិនគួរឱ្យជឿ និងការកែលម្អយ៉ាងសំខាន់ក្នុងគ្រប់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងអស់ជាមួយនឹងការផ្សាភ្ជាប់ជ័រកៅស៊ូ nitrile សំយោគ។

ភាពខុសគ្នាទាំងអស់គឺស្ថិតនៅក្នុងដំណើរការ

Graphetron 1.0 Mikhail Predtechensky ប្រហែលជាម៉ាស៊ីនមួយក្នុងចំណោមម៉ាស៊ីនទាំងនោះដែលនឹងធ្វើបដិវត្តន៍ក្នុងសតវត្សទី 21 ។ នេះគឺជារ៉េអាក់ទ័រដែលមានសមត្ថភាពដំណើរការបរិមាណធំដោយប្រើសារធាតុមុន និងកាតាលីករដែលមានតំលៃថោក។ តើវាដំណើរការយ៉ាងដូចម្តេច? នេះ​គឺ​ជា​អាថ៌កំបាំង​ដាច់​ខាត ដែល​ត្រូវ​បាន​ការពារ​យ៉ាង​ល្អ។ Christophe Ciara និង Jean-Nicolas Helt សើច​ធានា​ថា​ពួក​គេ​មិន​បាន​ដឹង​អ្វី​សោះ​អំពី​រឿង​នេះ ហើយ​មិន​ដែល​នឹង​ធ្វើ​ឡើយ។ ហើយឯកសារដំបូងបង្អស់សម្រាប់ការងារ ដែលពួកគេបានចុះហត្ថលេខា ដូចជាបុគ្គលិកទាំងអស់ គឺជាកិច្ចព្រមព្រៀងមិនបង្ហាញព័ត៌មាន! " Graphetron 1.0 នឹងត្រូវបានបង្ហាញក្នុងអំឡុងពេលសន្និសីទវិទ្យាសាស្ត្រក្នុងខែវិច្ឆិកា ប៉ុន្តែយើងភ្នាល់ថាវានឹងមិនផ្តល់ផលល្អដល់យើងទេ។ ប៉ុន្តែសំខាន់បំផុត វាអនុញ្ញាតឱ្យមានលំហូរជាបន្តបន្ទាប់នៃការសំយោគ SWCNT ដែលមានគុណភាពខ្ពស់ក្នុងតម្លៃសមរម្យ។ មានការប៉ាន់ប្រមាណថា 10 តោនប្រចាំឆ្នាំទាំងនេះតំណាងឱ្យ 90% នៃការសំយោគរបស់ពិភពលោកនៃបំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ។ ចាប់ពីឆ្នាំ 2017 ក្រុមហ៊ុនគ្រោងនឹងចាប់ផ្តើមសំយោគ 50 តោនបន្ថែមទៀត nanotubes!

តម្លៃសម្រាប់ផលិតផល TUBALL? - វាត្រូវបានហាមឃាត់មិនឱ្យនិយាយអំពីវា។ អាថ៌កំបាំងពាណិជ្ជកម្ម។ មានតែឥឡូវនេះខិត្តប័ណ្ណរបស់ក្រុមហ៊ុនបង្ហាញវា: មានអារម្មណ៍ថានេះគឺឆ្ងាយពីការប៉ាន់ស្មានត្រឹមត្រូវប៉ុន្តែយ៉ាងហោចណាស់វាផ្តល់នូវគំនិតនៃតម្លៃប្រហាក់ប្រហែលនៃ nanotubes: ការដឹកជញ្ជូនពី Novosibirsk មានតម្លៃ 8 ដុល្លារក្នុងមួយក្រាមសម្រាប់បរិមាណបញ្ជាទិញតូចមួយ។ , $2 សម្រាប់ការបញ្ជាទិញធំ។ OCSiAl ធានាដោយសុភាពរាបសារថាវាបានកាត់បន្ថយតម្លៃយ៉ាងហោចណាស់ 25 ដង។

ការប្រណាំងដ៏គួរឱ្យរំភើបនេះដើម្បីបង្កើនផលិតកម្មគឺដោយសារតែភាពបត់បែនរបស់ TUBALL ។ OCSiAl លក់មិនត្រឹមតែបំពង់ nanotubes កាបូនប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែជាសារធាតុបន្ថែមស្ទើរតែជាសកលដែលមានសមត្ថភាពផ្តល់នូវការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវលក្ខណៈនៃសម្ភារៈដែលមានប្រយោជន៍ប្រមាណ 70% នៅលើភពផែនដីរបស់យើង។

សារធាតុបន្ថែមដ៏សម្បូរបែប ដំណើរការមិនគួរឱ្យជឿ

ការលើកឡើងពីលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ TUBALL គឺស្ទើរតែដូចគ្នាទៅនឹងការបំបែកដែរ៖ កាន់តែអ្នកជ្រមុជចូលទៅក្នុងជម្រៅដែលអាចមើលឃើញតែនៅក្រោមមីក្រូទស្សន៍ នោះអ្នកនឹងកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់! ចូរនិយាយដោយសង្ខេប៖ ស្ថេរភាពកំដៅរបស់វាត្រូវបានរក្សារហូតដល់ 1,000 ° C វាខ្លាំងជាងដែក 100 ដង ហើយផ្ទៃរបស់វាលើសពីការយល់ដឹងដែលសមហេតុផលណាមួយ៖ 1 ក្រាមនៃផ្ទៃដែលបានអភិវឌ្ឍនៃបំពង់ nanotube TUBALL គ្របដណ្តប់ 2 ទីលានបាល់បោះ ពោលគឺ។ ៣.០០០ ម 2 .

ទាំងអស់នេះនឹងមានប្រយោជន៍តិចតួចដោយគ្មានទ្រព្យសម្បត្តិមូលដ្ឋានបន្ថែម - សមត្ថភាពដ៏អស្ចារ្យរបស់វាក្នុងការបំបែក។ សូមអរគុណចំពោះបំពង់ស្តើង និងវែងរបស់វា TUBALL បង្កើតបណ្តាញជាច្រើនដែលរួមបញ្ចូលគ្នាដោយមើលមិនឃើញជាមួយនឹងធាតុផ្សេងទៀត និងធ្វើឱ្យពួកវាកាន់តែរឹងមាំ។ ដូច្នេះបរិមាណដ៏គួរឱ្យអស់សំណើចមួយចំនួននៃ TUBALL ពី 1/1,000 ដល់ 1/10,000 នៃទំងន់សរុបគឺគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីផ្តល់នូវលក្ខណៈនៃសម្ភារៈដែលមានការលូតលាស់ខ្លាំង។ The Single Walled Nanotube (SW) គឺជាដំណោះស្រាយពិតប្រាកដសម្រាប់របកគំហើញបច្ចេកវិទ្យាជាច្រើននៃសតវត្សទី 21 ។

ដបតូចមួយដែលមាន TUBALL 1 ក្រាមដែលនៅ OCSiAl ដាក់ក្នុងដៃអ្នកទស្សនាដើម្បីឱ្យគាត់ "កោតសរសើរ" ផលិតផលកាន់តែប្រសើរគឺជាការធានានៃភាពជោគជ័យ 100% នៅពេលដែលពួកគេចាប់ផ្តើមនិយាយអំពីខ្លឹមសាររបស់វាយ៉ាងលំអិត: 1015 បំណែក នោះគឺ 1,000,000,000,000,000 (មួយលានពាន់លាន) បំពង់! ប្រសិនបើ​ពួកគេ​ត្រូវ​បញ្ចប់​ទៅ​នឹង​គ្នា នោះ​ប្រវែង​លទ្ធផល​នឹង​មាន​ប្រហែល ៥០ លាន​គីឡូម៉ែត្រ!

អ្វីគ្រប់យ៉ាងដែល TUBALL មានសមត្ថភាព OCSiAl បង្ហាញយ៉ាងខ្លីនៅក្នុងដ្យាក្រាមមួយក្នុងទម្រង់ជាផ្កាដ៏ស្រស់ស្អាតជាមួយនឹងផ្កាជាច្រើន។ ដោយជ្រើសរើសលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វា ចរន្ត កម្លាំង ភាពអព្យាក្រឹតគីមី តម្លាភាព។ TUBALL គឺពិតជា "អំពែរសកល" ដែលវាអះអាងថាជា។

ហើយដើម្បីជួយសម្រួលដល់ការប្រើប្រាស់សារធាតុបន្ថែមចរន្ត បំពង់ nanotubes TUBALL កម្រត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ជាទម្រង់ម្សៅណាស់។ ពួកគេត្រូវបានផ្តល់ជូនជាជម្រើសដ៏ងាយស្រួលជាច្រើនទៀតសម្រាប់កម្មវិធី៖ ក្នុងទម្រង់ជាវត្ថុរាវ វត្ថុធាតុ polymer ប្រេង កៅស៊ូ។ល។ សូម្បីតែនៅក្នុងទម្រង់នៃការព្យួរនៅក្នុងសារធាតុរំលាយ។ នេះធានាភាពងាយស្រួលនៃការលាយនិងការបែកខ្ញែក។ ឧទាហរណ៍ 50 ក្រាមនៃបំពង់ nanotubes TUBALL រំលាយនៅក្នុង 50 គីឡូក្រាមនៃ epoxy ឬ polyester ភ្លាមផ្តល់នូវសមា្ភារៈជាមួយនឹង conductivity ដែលជាការអនុវត្តជាក់ស្តែងណាស់សម្រាប់ជាន់ដែលសូម្បីតែអាចមានពណ៌!

ភាពបត់បែន - សុវត្ថិភាព

ការប្រមូលផ្តុំដែលត្រៀមរួចជាស្រេចមានអត្ថប្រយោជន៍មួយទៀត៖ ធានាសុវត្ថិភាពនៅពេលធ្វើការជាមួយ nanotubes ។ ទម្រង់ចម្បងរបស់ពួកគេ និងទំហំតូចបំផុតអនុញ្ញាតឱ្យពួកវាចូលទៅក្នុងបេះដូងនៃកោសិកានៃរាងកាយមនុស្ស ដូច្នេះត្រូវតែមានការប្រុងប្រយ័ត្ន ទោះបីជាកាបូនមិនមានជាតិពុលដល់មនុស្សក៏ដោយ។ បំពង់ nanotubes ដែលត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងម៉ាទ្រីសមិនអាចហួតក្នុងបរិយាកាសបានទេ ដែលធ្វើអោយការប្រើប្រាស់របស់វាមានសុវត្ថិភាព និងធានាដល់អ្នកដែលខ្លាចផលប៉ះពាល់នៃសារជាតិបង្កមហារីក ដូចជាពីសារធាតុ asbestos ជាដើម។ អង្គការសុខភាពពិភពលោក (WHO) ណែនាំថា nanotubes ស្រដៀងទៅនឹងសរសៃ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លក្ខណៈនៃបំពង់ណាណូកាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ TUBALL គឺមានភាពខុសប្លែកគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីបំពង់ណាណូកាបូនពហុជញ្ជាំង ដែលយើងបាននិយាយនៅដើមដំបូង។ លោក Christophe Ciara សង្ខេបថា "ដើម្បីឱ្យច្បាស់លាស់ទាំងស្រុង ប្រសិនបើ MWCNTs គឺជាក្លឹបវាយកូនហ្គោល នោះ TUBALL SWCNTs គឺជាទុយោទឹក។ រូបរាងរឹង និងវត្តមាននៃភាពរដុបអនុញ្ញាតឱ្យ MWCNTs ចូល និងភ្ជាប់ទៅនឹងក្រឡា។ ប៉ុន្តែនៅពេលជាមួយគ្នានោះ រូបរាងរឹង និងមិនអាចបត់បែនបាននៃបំពង់ណាណូពហុជញ្ជាំង បង្កើតបញ្ហាមួយចំនួនដែលអាចជៀសវាងបានដោយប្រើបំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ TUBALL ដែលអាចបត់បែនបាន និងវែង ដែលដោយសារតែលក្ខណៈរបស់វា មិនជ្រាបចូលទៅក្នុងកោសិកាដោយខ្លួនវាផ្ទាល់។ .

OCSiAl យកចិត្តទុកដាក់យ៉ាងខ្លាំងចំពោះការសិក្សាអំពីបញ្ហានេះ ដូច្នេះហើយ វាធ្វើតាមការស្រាវជ្រាវទាំងអស់ដែលបានធ្វើឡើងនៅក្នុងពិភពលោក។ ជាពិសេសចាប់តាំងពីឆ្នាំ 2008 ក្រុមហ៊ុនបានត្រួតពិនិត្យការងាររបស់ BauA ដែលជាវិទ្យាស្ថានរដ្ឋាភិបាលអាល្លឺម៉ង់ដែលបង្កើតស្តង់ដារឧស្សាហកម្ម និងជាពិសេសកំណត់លក្ខណៈនៃផលិតផលដែលធានាសុវត្ថិភាពរបស់កម្មករ។ TUBALL ត្រូវបានគេយកក្នុងទម្រង់សាមញ្ញបំផុតរបស់វា - ជាម្សៅដែលត្រូវបានទិញដោយអតិថិជន 10% ។ Nanotubes បានទទួលលទ្ធផលវិជ្ជមានលើសុវត្ថិភាពនៃការប្រើប្រាស់របស់ពួកគេសម្រាប់បរិស្ថាន។ មានបញ្ហាតែមួយគត់៖ មិនមានវិធីសម្អាតខ្យល់នៃបំពង់ nanotubes តាមរយៈការចម្រោះទេ ពីព្រោះដោយសារតែទំហំតូចពេក ពួកវាគេចចេញពីសម្ភារៈទាំងអស់ដែលយើងស្គាល់! ក្នុងពេលនេះ ដំណោះស្រាយមួយកំពុងត្រូវបានស្វែងរក (វាកំពុងដំណើរការ) OCSiAl មិនភ្លេចគោលការណ៍ប្រុងប្រយ័ត្ន ដោយស្នើឱ្យប្រើប្រភេទការការពារដ៏មានប្រសិទ្ធភាពបំផុតសម្រាប់ទម្រង់ម្សៅ TUBALL ដែលនៅក្នុងខ្លួនគេមានកាតព្វកិច្ចរួចហើយនៅពេលធ្វើការជាមួយ សារធាតុគីមីគ្រោះថ្នាក់បំផុត៖ របាំងដែលគ្របមុខទាំងមូល ស្រោមដៃ ស្បែកជើងកវែង។ សម្រាប់សមាសភាពរាវនៃសារធាតុ, វ៉ែនតា, មដនិងរួមគឺគ្រប់គ្រាន់។

OCSiAl ក៏យកចិត្តទុកដាក់ចំពោះភាពសុចរិតនៃវដ្តជីវិតនៃផលិតផលរបស់ខ្លួន។ ដំណឹង​នេះ​គឺ​ជា​ការ​លើក​ទឹក​ចិត្ត​ព្រោះ​នៅ​ពេល​ដែល​បាន​បង្កប់​នៅ​ក្នុង​ម៉ាទ្រីស​មួយ​និង​បន្ទាប់​មក​នៅ​ក្នុង​សម្ភារៈ​ថ្មី nanotubes នៅ​តែ​មាន​។ ដោយបានទទួលការការពារគ្រប់កម្រិតដែលអាចធ្វើទៅបានប្រឆាំងនឹងគ្រោះថ្នាក់ដែលពួកគេអាចផ្ទុកបាន បំពង់ណាណូ TUBALL ក្លាយជាភ្នាក់ងារគីមី "ធម្មតា" ដែលស្ថិតនៅក្រោមបទប្បញ្ញត្តិដ៏តឹងរ៉ឹងបំផុតដែលបានណែនាំនាពេលថ្មីៗនេះ។ ដូច្នេះដោយក្តីរីករាយ ប៉ុន្តែដោយគ្មានការភ្ញាក់ផ្អើលច្រើន OCSiAl បានទទួលវិញ្ញាបនបត្រ REACH នៅក្នុងខែតុលា ដែលអនុញ្ញាតឱ្យវាផ្គត់ផ្គង់ដល់ទៅ 10 តោននៃ nanotubes ក្នុងមួយឆ្នាំទៅកាន់ទីផ្សារអឺរ៉ុបចាប់ពីពេលនេះតទៅ។

បដិវត្តន៍សំបកកង់ដ៏អស្ចារ្យ

តាំងពីដើមដំបូងនៃសំបកកង់ អ្នកផលិតទាំងអស់បានស្វែងរកបច្ចេកវិទ្យាដែលអាចបង្កើនលក្ខណៈនៃសម្ភារៈ។ ពីសារធាតុបន្ថែមដូចជាដីឥដ្ឋ និង talc ទៅកាបូន យើងនៅតែខិតខំកែលម្អភាពធន់នៃសំបកកង់។ ការមកដល់នៃស៊ីលីកូននៅឆ្នាំ 1991 បានផ្លាស់ប្តូរស្ថានភាពនៅលើទីផ្សារទាំងស្រុង។ Silicon អនុញ្ញាតឱ្យកៅស៊ូត្រូវបានផ្តល់សមាមាត្រសកលដែលសម្របទៅនឹងបន្ទុកជាក់លាក់។ ស៊ីលីកុនបានក្លាយទៅជាធាតុផ្សំដ៏សំខាន់សម្រាប់ដំណើរការសំបកកង់ ប៉ុន្តែវាមិនមានអ្វីប្រៀបធៀបទៅនឹងការលោតផ្លោះយ៉ាងខ្លាំងដែលនឹងមកជាមួយការចូលទៅក្នុងឧស្សាហកម្មសំបកកង់របស់ TUBALL។

ជាមួយនឹងបទពិសោធន៍ជាង 17 ឆ្នាំនៅ Goodyear ក្រោមខ្សែក្រវ៉ាត់របស់គាត់ Jean-Nicolas Helt កំពុងឆ្ពោះទៅរកចំណុច។ ដ្យាក្រាមនៅទំព័រ 53 បង្ហាញពីការបែកខ្ញែកនៃ TUBALL នៅក្នុងសមាសធាតុសំបកកង់។ នៅខាងឆ្វេង ភាគល្អិតកាបូនខ្មៅពីរហាក់ដូចជាដាច់ឆ្ងាយពីគ្នានៅក្នុងគូបវត្ថុធាតុ polymer ។ រូបភាពកណ្តាលបង្ហាញពីលទ្ធផលនៃការពង្រឹងផលិតផលដោយប្រើបំពង់ណាណូកាបូនពហុជញ្ជាំង - ខ្លី រឹង និងខ្ចប់។ ក្រឡេកមើលរូបភាព អ្នកអាចមើលឃើញថាការទទួលបានបានប្រែទៅជាខ្សោយ និងគ្មានប្រសិទ្ធភាព។ នៅខាងស្តាំ TUBALL ក្នុងសមាមាត្រត្រឹមតែ 1/1,000 ទៅនឹងទម្ងន់សរុប បំពេញគូប 100% ជាមួយនឹងបណ្តាញក្រាស់នៃបំពង់ណាណូកាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយដែលជាប់ទាក់ទងគ្នាយ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ ដូច្នេះឧបករណ៍បំពេញខ្នាតតូចនេះមានប្រសិទ្ធិភាពពង្រឹងយ៉ាងខ្លាំងដោយសារតែការពិតដែលថាវាមានរចនាសម្ព័ន្ធខ្ពស់និងអនុញ្ញាតឱ្យបង្កើនភាពស្អិតរមួតនៃសមាសធាតុ។ ក្នុងករណីណាក៏ដោយការតភ្ជាប់ដែលបានពង្រឹងបែបនេះមានឥទ្ធិពលល្អបំផុតដែលអនុញ្ញាតឱ្យកាត់បន្ថយការចល័តនៃសមាសធាតុហើយដូច្នេះការពាក់របស់វា។ វាពិតជាឡូជីខលណាស់ដែលរឿងនេះបណ្តាញ 3D នៃបំពង់ណាណូកាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយបង្កើតជាគ្រោងឆ្អឹងទីពីរនៅក្នុងកៅស៊ូរបស់សំបកកង់ ដើម្បីបន្ថយល្បឿននៃការពាក់សំបកកង់។ លើសពីនេះ TUBALL មានអព្យាក្រឹតគីមី ដែលធ្វើឱ្យវាមានភាពធន់នឹងកំដៅ កាំរស្មីយូវី និងការចម្លងរោគអ៊ីដ្រូកាបូនជាងវត្ថុធាតុដើមផ្សេងទៀត។

លោក Jean-Nicolas Elt មានប្រសាសន៍ថា “ប្រយ័ត្ន” TUBALL ដោះស្រាយក្លិនស្អុយតាមរបៀបដូចស៊ីលីកុន។ សំបកកង់រក្សាបាននូវលក្ខណៈជាមូលដ្ឋានរបស់វា លើសពីនេះ ជាមួយនឹងការបន្ថែមបរិមាណតិចតួចនៃបំពង់ណាណូកាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ លក្ខណៈចាប់ផ្តើមប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ អត្ថប្រយោជន៍មួយទៀតរបស់ TUBALL គឺថាថាវាជាចំហាយដ៏ខ្លាំងមួយ ដូច្នេះគេអាចផលិតសំបកកង់ឡានក្រុងបាន 100% ស៊ីលីកុន ប៉ុន្តែនៅតែ 100% ឋិតិវន្ត- conductive ជំនួសឱ្យការត្រូវបានអ៊ីសូឡង់។ នេះលុបបំបាត់តម្រូវការសម្រាប់អង្កាំកៅស៊ូ NdC នៅខ្សែអេក្វាទ័រនៃសំបកកង់រថយន្តបុព្វលាភ ដើម្បីបញ្ចេញចរន្តអគ្គិសនីឋិតិវន្តទៅក្នុងដី។ នេះ​ជា​ការ​ចំណេញ​ដ៏​សំខាន់​មួយ​ទៀត។

ដ្យាក្រាម A. សត្វពីងពាងពណ៌ខៀវតំណាងឱ្យការអនុវត្តនៃល្បាយបុរាណ តំបន់ពណ៌ផ្កាឈូកបង្ហាញពីការទទួលបានដែលអាចទទួលបានដោយការបន្ថែមស៊ីលីកុន។ សៀគ្វីដែលត្រូវប្រៀបធៀបជាមួយសៀគ្វី B ខាងក្រោមដែលដោះស្រាយបញ្ហានេះជាមួយនឹងការបន្ថែម TUBALL ។

គ្រោងការណ៍ B. គោលការណ៍គឺដូចគ្នាទៅនឹងគ្រោងការណ៍មុន A មាត្រដ្ឋាននៃតម្លៃគឺដូចគ្នា។ វាអាចត្រូវបានសន្និដ្ឋានថាផ្ទៃពណ៌ផ្កាឈូកបង្ហាញពីការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនៃការអនុវត្តជាមួយនឹងការបន្ថែមនៃ TUBALL ។

ប៉ូលីម័រជាមួយនឹងការបន្ថែមនៃ TUBALL

TUBALL មានឥទ្ធិពលដូចគ្នាទៅលើប៉ូលីម៊ែរ ដូចដែលវាធ្វើលើការបំពេញបន្ថែម។ ដូច្នេះ វិស្វករអាចអភិវឌ្ឍសំបកកង់ "a la carte" បានយ៉ាងងាយស្រួល ដោយបន្ថែមវត្ថុធាតុ polymer នេះ ឬនោះ ដោយរក្សានូវលក្ខណៈនេះ ឬលក្ខណៈនោះ ដែលនឹងមិនត្រូវបានធ្វើឱ្យកាន់តែអាក្រក់ទៅដោយការអភិវឌ្ឍន៍ដ៏មានឥទ្ធិពលនៃសូចនាករផ្សេងទៀត។ ឧទាហរណ៍ ភាពមិនល្អឥតខ្ចោះនៃសំបកកង់មួយចំនួនលើផ្ទៃស្ងួត ឬសើម អាចត្រូវបានផ្តល់សំណងដោយ TUBALL ។ ហើយសម្រាប់សំបកកង់ម៉ូតូ វាក៏នឹងជាជម្រើសដ៏ល្អផងដែរ ព្រោះវានឹងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការក្តាប់ និងការពាក់ក្នុងពេលដំណាលគ្នា។ លោក Jean-Nicolas Helt សង្ខេបយ៉ាងខ្លីថា "វាអាចធ្វើឱ្យអ្វីៗប្រសើរឡើង។ ប៉ុន្តែតើតម្លៃប៉ុន្មាន? ដោយទទួលបានបរិមាណតិចតួចក្នុងការបន្ថែមទៅលើការលាយ (ពីរបីពាន់នៃទំងន់សរុប) និងតម្លៃសមហេតុផលនៃ TUBALL លោក Jean-Nicolas Elt ជឿជាក់ថា ការចំណាយលើការផលិតនឹងកើនឡើងពី $2 ទៅ $3 ក្នុងមួយសំបកកង់ ដែលមានតម្លៃថ្លៃប្រៀបធៀប ប៉ុន្តែអាចទ្រាំទ្របានសម្រាប់ សំបកកង់បុព្វលាភ។ ដែលគួរតែជារថយន្តដំបូងគេដែលទទួលយក TUBALL ព្រោះសម្រាប់ពួកគេ ការកែលម្អប្រសិទ្ធភាពគឺស្ថិតនៅកន្លែងដំបូង។ ហើយនេះជាការពិត ពីព្រោះក្រុមហ៊ុនផលិតមួយចំនួនធំកំពុងសម្លឹងឆ្ពោះទៅរក TUBALL រួចហើយ ជាពិសេសបន្ទាប់ពីទទួលបានលទ្ធផលវិជ្ជមានពីការធ្វើតេស្តដែលបានធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ឯករាជ្យ ឧទាហរណ៍នៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍លេខ 1 របស់ពិភពលោក។ស្ម៊ីធ។ នោះហើយជាពេលដែលការអះអាងរបស់ OCSiAl ទាំងអស់ត្រូវបានសាកល្បង និងបញ្ជាក់ រួមទាំងការពិតដែលថាលើសពីចំនួនតិចតួចដែលកំណត់ដោយ TUBALL មិននាំមកនូវភាពប្រសើរឡើងណាមួយឡើយ។ "អ្នកមិនចាំបាច់បន្ថែមលើសពីអ្នកត្រូវការទេ" គឺជាការសន្និដ្ឋាន!

ការសន្និដ្ឋានក៏ចែងផងដែរថាការចាក់ TUBALL សម្រាប់ល្បាយគឺសាមញ្ញណាស់ព្រោះដំណើរការខ្លួនវាមិនផ្លាស់ប្តូរទេ (ការលាយ ការពង្រីក ការស្ងោរ។ OCSiAl ផ្គត់ផ្គង់ TUBALL MATRIX 603 របស់ខ្លួនទៅកាន់ទីផ្សាររួចជាស្រេចក្នុងទម្រង់នៃការប្រមូលផ្តុំដែលត្រៀមរួចជាស្រេច - បំពង់ nanotubes លាយជាមួយកៅស៊ូសំយោគ (ធម្មជាតិ, styrene butadiene, nitrile butadiene ។ល។) បូកនឹងប្រេងដំណើរការ tridecyl alcohol ethoxylate (TDAE) ដែល ភាគច្រើនប្រើសម្រាប់សំបកកង់។ TUBALL ក៏មាននៅក្នុងទម្រង់នៃការព្យួរនៅក្នុងជួរដ៏ធំទូលាយនៃសារធាតុរំលាយ (MEK, isopropanol, ethylene glycol, ethyl acetate, N-methylpyrrolidone, glycerin ឬសូម្បីតែទឹក) ។ ល្អបំផុតទាក់ទងនឹងសុវត្ថិភាព រូបមន្តទាំងនេះគឺងាយស្រួលប្រើបំផុត។

សាមញ្ញ និងល្អឥតខ្ចោះក្នុងការប្រើប្រាស់ ដំណោះស្រាយនេះអាចត្រូវបានធ្វើឱ្យកាន់តែងាយស្រួលដោយបន្ថែម TUBALL ទៅវត្ថុធាតុ polymer នៅពេលបង្កើតវត្ថុធាតុ polymerization របស់វា៖ មិនមានជំហានបន្ថែមក្នុងអំឡុងពេលលាយ! វិធីសាស្រ្តនៃការណែនាំវត្ថុធាតុ polymer នៅពេលចាប់កំណើតបានផ្លាស់ប្តូរបញ្ហាពីក្រុមហ៊ុនផលិតទៅកាន់អ្នកផ្គត់ផ្គង់កៅស៊ូសំយោគ ប៉ុន្តែ OCSiAl បានគិតអំពីរឿងនេះរួចហើយនៅពេលដែលវាចាប់ផ្តើមកិច្ចសហប្រតិបត្តិការជាមួយ LANXESS ។ ម្យ៉ាងវិញទៀត TUBALL កំពុងរៀបចំចូលក្នុងឧស្សាហកម្មសំបកកង់តាមរយៈទ្វារពីរក្នុងពេលតែមួយ ដែលមានន័យថាការរីកចម្រើនរបស់វានឹងកាន់តែលឿនជាងមុន។

ទោះបីជាការបន្ថែមកៅស៊ូធម្មជាតិអាចកើតឡើងនៅពេលនៃការលាយក៏ដោយ ការប្រើប្រាស់ TUBALL នឹងសម្រេចបាននូវទស្សនវិស័យឡូយ បើទោះបីជាវាត្រូវបានបន្ថែមដោយផ្ទាល់ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការផលិតទៅកៅស៊ូសំយោគផ្សេងទៀត isoprene ឬ nitrile butadiene។ ក្រោយមកទៀតបានធ្វើឱ្យមានការលោតផ្លោះពិតប្រាកដនៅក្នុងឧស្សាហកម្មនេះ ដោយផ្លាស់ប្តូរទៅកម្រិតថ្មីមួយនៃកម្លាំង gasket នៅគ្រប់ផ្នែកទាំងអស់ ... និយាយដោយសាមញ្ញ ទីផ្សារសំបកកង់ កៅស៊ូឧស្សាហកម្ម (ស្រោមដៃរបស់គ្រូពេទ្យវះកាត់ជ័របានប្តូរទៅ TUBALL) ប៉ូលីមែរ អ៊ីឡាស្តូម័រ សមាសធាតុ។ ថ្ម, photovoltaics, អេក្រង់អាចបត់បែនបាន, ទឹកថ្នាំម៉ាញេទិក, បេតុង antistatic, ថ្នាំលាប, សេរ៉ាមិច, ទង់ដែង, semiconductors, កញ្ចក់ប្រឡាក់, កាសែត adhesive ល។ គឺជាតំបន់គោលដៅទាំងអស់ដែល TUBALL អាចត្រូវបានអនុវត្ត។ ហើយ​ឥឡូវ​នេះ យើង​យល់​កាន់​តែ​ច្បាស់​អំពី​ការ​រំពឹង​ទុក​នៃ​គម្រោង​ទាំង​អស់»។ក្រាហ្វិច 50" មានគោលបំណងក្នុងការផ្តល់នូវការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពផ្ទុះសម្រាប់ 70% នៃផលិតផលដែលមានស្រាប់នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម...

គ្រោងការណ៍ C. បន្ទាត់ត្រង់ខាងក្រោមគឺជាសមាសធាតុបុរាណ បន្ទាត់ចំនុចពណ៌បៃតងគឺជាល្បាយជាមួយនឹងការបន្ថែមនៃស៊ីលីកុន ខណៈដែលខ្សែឆ្លងកាត់ពណ៌ខៀវបង្ហាញពីភាពប្រសើរឡើងនៃដំណើរការសំបកកង់ជាមួយនឹងការបន្ថែម TUBALL ។

ការប្រកួតប្រជែងរួចហើយ ...

សម្រាប់អ្នកដែលនៅតែមានការសង្ស័យអំពីគុណសម្បត្តិដែលផ្តល់ជូនដល់ក្រុមហ៊ុនផលិតសំបកកង់ដោយប្រើ TUBALL លោក Jean-Nicolas Elt បង្ហាញពីគ្រោងការណ៍ចំនួនបី។ ពីរដំបូងគឺ "ពីងពាង" បុរាណដែលប្រៀបធៀប "ប្រសិទ្ធភាព" នៃសំបកកង់បីប្រភេទផ្សេងគ្នា - សាមញ្ញ, ធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងជាមួយនឹងស៊ីលីកុននិងសំបកកង់ជាមួយនឹងការបន្ថែមនៃ TUBALL ។ តារាងទីមួយ (A) មើលឃើញក្នុងទម្រង់ជាតំបន់នៃពណ៌ផ្កាឈូកស្រាល ការទម្លាយដែលសម្រេចបានដោយសារការប្រើប្រាស់ស៊ីលីកុន ពិតជាមានសារៈសំខាន់ ប៉ុន្តែនៅតែឆ្ងាយពីការប៉ះពាល់ដល់ជួរទាំងមូលនៃលក្ខណៈសំបកកង់។

ទីពីរ (B) គឺផ្អែកលើគោលការណ៍ដូចគ្នា ប៉ុន្តែលើកនេះ តំបន់ TUBALL ពណ៌ផ្កាឈូកស្រាល កាន់កាប់តំបន់ភាគច្រើន ដែលបង្ហាញពីការកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃការអនុវត្តស្ទើរតែគ្រប់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងអស់។ លើសពីនេះទៅទៀត បរិមាណតិចនៃសម្ភារៈប្រើប្រាស់គឺគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើល: 0.2% នៅក្នុងការប្រមូលផ្តុំកៅស៊ូធម្មជាតិ 0.1% សម្រាប់ពីរផ្សេងទៀតនៅក្នុងទម្រង់នៃការប្រមូលផ្តុំប្រេង។

គ្រោងការណ៍ទីបី (C) ត្រូវបានគេស្គាល់ជាយូរមកហើយនៅក្នុងសារព័ត៌មានឯកទេស។ បន្ទាត់ត្រង់ទាំងពីរកំណត់លក្ខណៈនៃល្បាយ "សូដ្យូម" (បាតពណ៌ខៀវងងឹត) និងដំណើរការនៃ "ស៊ីលីកុន" ដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាងដែលត្រូវបានបន្លិចជាចំណុចពណ៌បៃតង។ បន្ទាត់ត្រង់ទីបីដែលរត់យ៉ាងច្បាស់ពីខាងលើ មើលឃើញល្បាយជាមួយនឹងការបន្ថែមនៃ TUBALL - បន្លិចពណ៌ខៀវនៅផ្នែកខាងលើ។ ក្រាហ្វបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ពីគុណសម្បត្តិដែលផ្តល់ដោយបំពង់ណាណូកាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ។

ក្រុមហ៊ុនផលិតមួយចំនួនបានត្រៀមខ្លួនរួចជាស្រេចដើម្បីឈានទៅមុខនៃខ្សែកោងដោយប្រកាសពីការប្រើប្រាស់សារធាតុណាណូកាបោន។ នេះមិនមានន័យថាក្រុមហ៊ុនផលិតផ្សេងទៀតលែងប្រើ nanocarbon ទេ ទោះបីជាពួកគេមិននិយាយអំពីវាក៏ដោយ... ចាប់តាំងពីដើមឆ្នាំមក ក្រុមហ៊ុនផលិតសំបកកង់ Vittoria បានលក់សំបកកង់ជាមួយនឹងការបន្ថែម graphene ដែលជាសម្ភារៈមូលដ្ឋានសម្រាប់ TUBALL nanotubes (ត្រឡប់ទៅផ្នែកខាងលើនៃអត្ថបទ ប្រសិនបើអ្នកភ្លេចរួចហើយ!) Vittoria ប្រើវាជាស្រទាប់ដែលបានបង្កប់នៅក្នុងសំបកកង់ ហើយអះអាងថាបានរកឃើញការសម្របសម្រួលដែលមិនអាចសម្រេចបានរហូតមកដល់ពេលនេះ៖ ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់នឹងការរំកិល ខណៈពេលដែលការសម្រេចបាននូវភាពធន់នឹងការវាយរបស់សំបកកង់ ដែលជាលក្ខណៈសំខាន់សម្រាប់អ្នកជិះកង់។ "កែលម្អអ្វីៗទាំងអស់ក្នុងពេលតែមួយ" - ឥឡូវនេះការប្រកួតប្រជែងបានបញ្ជាក់ពីពាក្យរបស់ Jean-Nicolas Elta ...

ព័ត៌មានទីពីរគឺមកពីប្រទេសចិន ដែល Sentury Tire និង Huago បានឈានដល់កិច្ចព្រមព្រៀងកាលពីខែសីហាដើម្បីធ្វើសំបកកង់ដែលប្រើក្រាហ្វិន។ យើងមិនទាន់ដឹងនៅឡើយទេ ប៉ុន្តែទោះជាយ៉ាងណា បច្ចេកវិទ្យានឹងខុសគ្នាយ៉ាងពិតប្រាកដពីសំបកកង់ Vittoria។ ព័ត៌មានដូចនេះបង្ហាញពីវឌ្ឍនភាពទាំងមូល៖ ភាពធន់នឹងការរំកិល និងរយៈចម្ងាយ 1.5 ។ ហើយនេះគឺជាអ្នកតំណាងពីរនាក់របស់ក្រុមហ៊ុនបានបង្ហាញ graphene របស់ពួកគេ "កើតដំបូង" នៅឯកិច្ចប្រជុំធំនៃអ្នកឯកទេសកាបូន "GrapChina" នៅថ្ងៃទី 22 ខែកញ្ញា។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នា និងនៅក្នុងកិច្ចប្រជុំដដែល ក្រុមហ៊ុនផលិត Shangdong បានប្រកាសជាផ្លូវការថា ខ្លួននឹងផលិតសំបកកង់បន្ថែម graphene ។ ហើយអស់អ្នកដែលប្រើវាសំដៅលើការពិតដែលថាវាត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអ្នកឈ្នះរង្វាន់ណូបែល។ នេះជាទឡ្ហីករណ៍ដែល TUBALL មិនអាចទាមទារបានទេ បើទោះបីជា nanotubes ត្រូវបានបង្កើតមុន graphene ក៏ដោយ!

យើងភ្នាល់ថាបរិមាណនៃព័ត៌មានប្រភេទនេះនឹងកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ ឆ្នាំ 2016 គឺជាចំណុចចាប់ផ្តើមសម្រាប់កាបូននៅក្នុងឧស្សាហកម្មសំបកកង់។ ហើយការផ្លាស់ប្តូរនេះទើបតែចាប់ផ្តើម ហើយ OCSiAl ជាមួយនឹង nanotubes របស់វា គឺនៅជួរមុខនៃការផ្លាស់ប្តូរនេះ។ ហើយ​នេះ​ជា​ដំណើរការ​មួយ​ដែល​សក្តិសម​នឹង​ការ​យក​ចិត្ត​ទុក​ដាក់​របស់​យើង... ច្រើន​ឆ្នាំ​ទៅ​មុខ...

លោក Jean Pierre Gosselin

សេចក្តីផ្តើម៖

Nanotubes អាចដើរតួមិនត្រឹមតែជាសម្ភារៈដែលកំពុងសិក្សាប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងជាឧបករណ៍ស្រាវជ្រាវទៀតផង។ នៅលើមូលដ្ឋាននៃ nanotube វាគឺអាចធ្វើទៅបានឧទាហរណ៍ដើម្បីបង្កើតមាត្រដ្ឋានមីក្រូទស្សន៍។ យើងយក nanotube កំណត់ (ដោយវិធីសាស្រ្ត spectroscopic) ប្រេកង់នៃលំយោលធម្មជាតិរបស់វា បន្ទាប់មកភ្ជាប់គំរូដែលកំពុងសិក្សាទៅវា ហើយកំណត់ប្រេកង់យោលនៃ nanotube ដែលផ្ទុក។ ប្រេកង់នេះនឹងតិចជាងភាពញឹកញាប់នៃលំយោលនៃ nanotube ដោយឥតគិតថ្លៃ: បន្ទាប់ពីទាំងអស់ ម៉ាស់នៃប្រព័ន្ធបានកើនឡើង ប៉ុន្តែភាពរឹងនៅតែដដែល (ចងចាំរូបមន្តសម្រាប់ប្រេកង់យោលនៃទម្ងន់នៅលើនិទាឃរដូវមួយ) ។ ឧទាហរណ៍នៅក្នុងការងារវាត្រូវបានគេរកឃើញថាបន្ទុកកាត់បន្ថយប្រេកង់យោលពី 3.28 MHz ទៅ 968 kHz ដែលម៉ាស់នៃបន្ទុកត្រូវបានទទួល 22 + - 8 fg (femtogram ពោលគឺ 10-15 ក្រាម!)

ឧទាហរណ៍មួយទៀត នៅពេលដែល nanotube ជាផ្នែកមួយនៃឧបករណ៍រូបវន្ត គឺនៅពេលដែលវាត្រូវបាន "ម៉ោន" នៅលើចុងនៃ tunneling ស្កែន ឬ មីក្រូទស្សន៍កំលាំងអាតូមិក។ ជាធម្មតាចំនុចបែបនេះគឺជាម្ជុល tungsten មុតស្រួច ប៉ុន្តែតាមស្តង់ដារអាតូមិច ការធ្វើឱ្យច្បាស់បែបនេះនៅតែរដុប។ ម្យ៉ាងវិញទៀត បំពង់ណាណូ គឺជាម្ជុលដ៏ល្អមួយដែលមានអង្កត់ផ្ចិតនៃលំដាប់នៃអាតូមជាច្រើន។ ដោយអនុវត្តវ៉ុលជាក់លាក់មួយ វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីយកអាតូម និងម៉ូលេគុលទាំងមូលដែលមានទីតាំងនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដោយផ្ទាល់នៅក្រោមម្ជុល ហើយផ្ទេរពួកវាពីកន្លែងមួយទៅកន្លែងមួយ។

លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីមិនធម្មតានៃ nanotubes នឹងធ្វើឱ្យពួកវាក្លាយជាវត្ថុធាតុសំខាន់មួយនៃ nanoelectronics ។ គំរូនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័របែបផែនវាលដែលមានមូលដ្ឋានលើ nanotube តែមួយត្រូវបានបង្កើតរួចហើយ៖ ដោយអនុវត្តការទប់ស្កាត់នៃវ៉ុលជាច្រើន អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានរៀនផ្លាស់ប្តូរចរន្តនៃ nanotubes តែមួយស្រទាប់ដោយ 5 លំដាប់នៃរ៉ិចទ័រ!

កម្មវិធីជាច្រើននៃ nanotubes នៅក្នុងឧស្សាហកម្មកុំព្យូទ័រត្រូវបានបង្កើតឡើងរួចហើយ។ ជាឧទាហរណ៍ គំរូនៃអេក្រង់សំប៉ែតស្តើងដែលផ្អែកលើម៉ាទ្រីស nanotube ត្រូវបានបង្កើត និងសាកល្បង។ នៅក្រោមសកម្មភាពនៃវ៉ុលដែលបានអនុវត្តទៅចុងម្ខាងនៃ nanotube អេឡិចត្រុងចាប់ផ្តើមបញ្ចេញពីចុងម្ខាងទៀត ដែលធ្លាក់លើអេក្រង់ phosphorescent និងបណ្តាលឱ្យភីកសែលបញ្ចេញពន្លឺ។ គ្រាប់ធញ្ញជាតិរូបភាពជាលទ្ធផលនឹងមានទំហំតូចអស្ចារ្យ៖ តាមលំដាប់មីក្រូ!

បំពង់ណាណូកាបូន (tubulenes) ត្រូវបានពង្រីករចនាសម្ព័ន្ធស៊ីឡាំងដែលមានអង្កត់ផ្ចិតពីមួយទៅរាប់សិបណាណូម៉ែត្រ និងប្រវែងរហូតដល់ច្រើនសង់ទីម៉ែត្រ ដែលមានប្លង់ក្រាហ្វិចឆកោនមួយ ឬច្រើនរមៀលចូលទៅក្នុងបំពង់ ហើយជាធម្មតាបញ្ចប់ដោយក្បាលអឌ្ឍគោល ដែលអាចចាត់ទុកថាជាពាក់កណ្តាល។ ម៉ូលេគុល fullerene

រចនាសម្ព័ន្ធនៃ nanotubes:

ដើម្បីទទួលបាន nanotube (n, m) យន្តហោះក្រាហ្វីតត្រូវតែកាត់តាមទិសដៅនៃបន្ទាត់ចំនុច ហើយរមៀលតាមទិសវ៉ិចទ័រ រ .

Nanotube ដ៏ល្អមួយគឺជាយន្តហោះក្រាហ្វិចដែលរមៀលចូលទៅក្នុងស៊ីឡាំង ពោលគឺផ្ទៃដែលតម្រង់ជួរជាមួយនឹងឆកោនធម្មតា នៅផ្នែកខាងលើដែលអាតូមកាបូនស្ថិតនៅ។ លទ្ធផល​នៃ​ប្រតិបត្តិការ​បែប​នេះ​គឺ​អាស្រ័យ​លើ​មុំ​ទិស​នៃ​យន្តហោះ​ក្រាហ្វីត​ដោយ​គោរព​តាម​អ័ក្ស​ណាណូ។ មុំតំរង់ទិស កំណត់នូវភាពត្រជាក់នៃបំពង់ណាណូ ដែលកំណត់ជាពិសេសលក្ខណៈអគ្គិសនីរបស់វា។

chirality នៃ nanotubes ត្រូវបានតំណាងដោយសំណុំនៃនិមិត្តសញ្ញា (m, n) ដែលបង្ហាញពីកូអរដោនេនៃ hexagon ដែលលទ្ធផលនៃការបត់នៃយន្តហោះត្រូវតែស្របគ្នាជាមួយនឹង hexagon ដែលមានទីតាំងនៅដើម។

វិធីមួយផ្សេងទៀតដើម្បីកំណត់ chirality គឺដើម្បីចង្អុលបង្ហាញមុំαរវាងទិសដៅនៃការបត់របស់ nanotube និងទិសដៅដែល hexagons ជិតខាងចែករំលែកផ្នែករួមមួយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយក្នុងករណីនេះសម្រាប់ការពិពណ៌នាពេញលេញនៃធរណីមាត្រ nanotube វាចាំបាច់ត្រូវបញ្ជាក់អង្កត់ផ្ចិតរបស់វា។ សន្ទស្សន៍ chirality នៃ nanotube ស្រទាប់តែមួយ (m, n) កំណត់អង្កត់ផ្ចិតរបស់វា D. ទំនាក់ទំនងនេះមានទម្រង់ដូចខាងក្រោមៈ

កន្លែងណា ឃ 0 = 0.142 nm - ចម្ងាយរវាងអាតូមកាបូនដែលនៅជាប់គ្នាក្នុងយន្តហោះក្រាហ្វីត។ ទំនាក់ទំនងរវាងសន្ទស្សន៍ chirality (m, n) និងមុំ α ត្រូវបានផ្តល់ដោយ៖

ក្នុងចំណោមទិសដៅដែលអាចមានផ្សេងៗនៃការបត់ nanotube មានមួយចំនួនដែលការតម្រឹមនៃ hexagon (m, n) ជាមួយនឹងប្រភពដើមមិនតម្រូវឱ្យមានការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយនៃរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា។ ទិសដៅទាំងនេះត្រូវគ្នាជាពិសេសទៅនឹងមុំ α = 0 (ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធកៅអី) និង α = 30 ° (ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ zigzag) ។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធទាំងនេះត្រូវគ្នាទៅនឹង chiralities (m, 0) និង (2n, n) រៀងគ្នា។

(ប្រភេទនៃ nanotubes)

បំពង់ nanotubes ជញ្ជាំងតែមួយ៖

រចនាសម្ព័ននៃបំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងតែមួយដែលបានសង្កេតឃើញដោយពិសោធន៍មានភាពខុសប្លែកគ្នាក្នុងការគោរពជាច្រើនពីរូបភាពដ៏ល្អដែលបានបង្ហាញខាងលើ។ ដំបូងបង្អស់ នេះទាក់ទងនឹងចំនុចកំពូល nanotube ដែលរូបរាងដូចពីការសង្កេត គឺនៅឆ្ងាយពីអឌ្ឍគោលដ៏ល្អ។

កន្លែងពិសេសមួយក្នុងចំនោម nanotubes ដែលមានជញ្ជាំងតែមួយត្រូវបានកាន់កាប់ដោយអ្វីដែលហៅថា armchair nanotubes ឬ nanotubes with chirality [10, 10]។ នៅក្នុង nanotubes នៃប្រភេទនេះ ចំណង C-C ពីរដែលបង្កើតជារង្វង់ដែលមានសមាជិកប្រាំមួយត្រូវបានតម្រង់ទិសស្របទៅនឹងអ័ក្សបណ្តោយនៃបំពង់។ Nanotubes ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធបែបនេះគួរតែមានរចនាសម្ព័ន្ធលោហធាតុសុទ្ធ។

បំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងច្រើន៖

បំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងច្រើនខុសពីបំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងតែមួយក្នុងទម្រង់ និងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធធំទូលាយជាង។ ភាពចម្រុះនៃរចនាសម្ព័ន្ធត្រូវបានបង្ហាញទាំងក្នុងទិសដៅបណ្តោយ និងឆ្លងកាត់។

រចនាសម្ព័ននៃ "តុក្កតាសំបុករបស់រុស្ស៊ី" (តុក្កតារុស្ស៊ី) ប្រភេទ (រូបភាព ក) គឺជាសំណុំនៃបំពង់រាងស៊ីឡាំងដែលមានសំបុក coaxially ។ បំរែបំរួលមួយផ្សេងទៀតនៃរចនាសម្ព័ន្ធនេះ (រូបភាព ខ) គឺជាសំណុំនៃ prisms coaxial nested ។ ចុងបញ្ចប់ចុងក្រោយនៃរចនាសម្ព័ន្ធខាងលើ (រូបភាព c) ប្រហាក់ប្រហែលនឹងរមូរ (រមូរ) ។ សម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធទាំងអស់នៅក្នុងរូបភព។ តម្លៃលក្ខណៈនៃចម្ងាយរវាងស្រទាប់ក្រាហ្វិចជាប់គ្នាជិតនឹងតម្លៃ 0.34 nm ដែលស្ថិតនៅក្នុងចម្ងាយរវាងប្លង់គ្រីស្តាល់ក្រាហ្វីតដែលនៅជាប់គ្នា។

ការអនុវត្តរចនាសម្ព័ន្ធមួយឬមួយផ្សេងទៀតនៃបំពង់ណាណូពហុជញ្ជាំងនៅក្នុងស្ថានភាពពិសោធន៍ជាក់លាក់មួយអាស្រ័យលើលក្ខខណ្ឌនៃការសំយោគ។ ការវិភាគនៃទិន្នន័យពិសោធន៍ដែលមានបង្ហាញថារចនាសម្ព័ន្ធធម្មតាបំផុតនៃបំពង់ណាណូពហុជញ្ជាំងគឺជារចនាសម្ព័ន្ធដែលមានផ្នែកនៃប្រភេទ "តុក្កតារុស្ស៊ី" និង "papier-mâché" ដែលមានទីតាំងនៅឆ្លាស់គ្នាតាមបណ្តោយប្រវែង។ ក្នុងករណីនេះ "បំពង់" នៃទំហំតូចជាងត្រូវបានសំបុកជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុងបំពង់ធំជាង។ ជាឧទាហរណ៍ គំរូបែបនេះត្រូវបានគាំទ្រដោយការពិតលើការរួមបញ្ចូលប៉ូតាស្យូម ឬក្លរួ ferric ទៅក្នុងលំហ "intertube" និងការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធនៃប្រភេទ "bead" ។

ប្រវត្តិនៃការបើក៖

ដូចដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថា fullerene (C 60) ត្រូវបានរកឃើញដោយក្រុម Smalley, Kroto និង Curl ក្នុងឆ្នាំ 1985 ដែលក្នុងឆ្នាំ 1996 អ្នកស្រាវជ្រាវទាំងនេះបានទទួលរង្វាន់ណូបែលគីមីវិទ្យា។ ចំពោះបំពង់ណាណូកាបូន កាលបរិច្ឆេទពិតប្រាកដនៃការរកឃើញរបស់ពួកគេមិនអាចផ្តល់ឱ្យនៅទីនេះបានទេ។ ទោះបីជាការសង្កេតនៅឆ្នាំ 1991 របស់ Iijima អំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃបំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងច្រើន គឺជាចំណេះដឹងទូទៅក៏ដោយ មានភស្តុតាងមុនសម្រាប់ការរកឃើញនៃបំពង់ណាណូកាបូន។ ដូច្នេះឧទាហរណ៍នៅឆ្នាំ ១៩៧៤-១៩៧៥ ។ Endo et al បានបោះពុម្ភឯកសារមួយចំនួនដែលពិពណ៌នាអំពីបំពង់ស្តើងដែលមានអង្កត់ផ្ចិតតិចជាង 100 Å រៀបចំដោយការ condensation នៃចំហាយទឹក ប៉ុន្តែមិនមានការសិក្សាលម្អិតបន្ថែមទៀតអំពីរចនាសម្ព័ន្ធត្រូវបានអនុវត្តទេ។ ក្រុមអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពីវិទ្យាស្ថាន Catalysis នៃសាខាស៊ីបេរីនៃបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្រសហភាពសូវៀតក្នុងឆ្នាំ 1977 ខណៈពេលដែលកំពុងសិក្សាកាបូននៃកាតាលីករ dehydrogenation ជាតិដែក-ក្រូមីញ៉ូមក្រោមមីក្រូទស្សន៍មួយបានចុះបញ្ជីការបង្កើត "កាបូនឌីនដ្រេតប្រហោង" ខណៈពេលដែលយន្តការមួយនៃ ការបង្កើតត្រូវបានស្នើឡើង ហើយរចនាសម្ព័ន្ធនៃជញ្ជាំងត្រូវបានពិពណ៌នា។ នៅឆ្នាំ 1992 អត្ថបទមួយត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុង Nature ដែលបញ្ជាក់ថា បំពង់ណាណូត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅឆ្នាំ 1953។ មួយឆ្នាំមុន ក្នុងឆ្នាំ 1952 អត្ថបទមួយរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសូវៀត Radushkevich និង Lukyanovich បានរាយការណ៍អំពីការសង្កេតមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងនៃសរសៃដែលមានអង្កត់ផ្ចិតប្រហែល 100 nm ដែលទទួលបានដោយ ការរលាយកំដៅនៃកាបូនអុកស៊ីតនៅលើកាតាលីករដែក។ ការសិក្សាទាំងនេះក៏មិនត្រូវបានបន្តដែរ។

ក្រសួងអប់រំនិងវិទ្យាសាស្ត្រនៃសហព័ន្ធរុស្ស៊ី

ស្ថាប័នរដ្ឋសហព័ន្ធនៃការអប់រំវិជ្ជាជីវៈជាន់ខ្ពស់

សាកលវិទ្យាល័យរុស្ស៊ីនៃបច្ចេកវិទ្យាគីមី D.I. Mendeleev

មហាវិទ្យាល័យគីមីឥន្ធនៈ និងសម្ភារៈប៉ូលីមែរ

នាយកដ្ឋានបច្ចេកវិទ្យាគីមីនៃសម្ភារៈកាបូន

របាយការណ៍អនុវត្ត

លើប្រធានបទ CARBON NANOTUBES និង NANOVOLKS

បញ្ចប់ដោយ៖ Marinin S.D.

ពិនិត្យដោយ៖ បណ្ឌិតវិទ្យាសាស្ត្រគីមី Bukharkina T.V.

ទីក្រុងម៉ូស្គូ ឆ្នាំ ២០១៣

សេចក្តីផ្តើម

វិស័យបច្ចេកវិទ្យាណាណូត្រូវបានចាត់ទុកទូទាំងពិភពលោកថាជាប្រធានបទសំខាន់សម្រាប់បច្ចេកវិទ្យានៃសតវត្សទី 21 ។ លទ្ធភាពនៃកម្មវិធីដែលអាចប្រើប្រាស់បានរបស់ពួកគេនៅក្នុងផ្នែកនៃសេដ្ឋកិច្ចដូចជាការផលិត semiconductors, ថ្នាំ, បច្ចេកវិទ្យាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា, បរិស្ថានវិទ្យា, រថយន្ត, សម្ភារៈសំណង់, ជីវបច្ចេកវិទ្យា, គីមីវិទ្យា, អាកាសចរណ៍និងអវកាស, វិស្វកម្មមេកានិចនិងឧស្សាហកម្មវាយនភ័ណ្ឌ, មានសក្តានុពលដ៏ធំមួយសម្រាប់ កំណើន។ ការប្រើប្រាស់ផលិតផលណាណូបច្ចេកវិទ្យានឹងសន្សំសំចៃលើវត្ថុធាតុដើម និងការប្រើប្រាស់ថាមពល កាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័នទៅក្នុងបរិយាកាស ហើយដូច្នេះរួមចំណែកដល់ការអភិវឌ្ឍន៍ប្រកបដោយចីរភាពនៃសេដ្ឋកិច្ច។

ការអភិវឌ្ឍន៍ក្នុងវិស័យណាណូបច្ចេកវិទ្យាត្រូវបានអនុវត្តដោយវិស័យអន្តរកម្មថ្មី - វិទ្យាសាស្ត្រណាណូ ដែលជាផ្នែកមួយក្នុងចំនោមផ្នែកណាណូគីមីវិទ្យា។ ណាណូគីមីវិទ្យាបានកើតឡើងនៅវេននៃសតវត្ស នៅពេលដែលវាហាក់ដូចជាថាអ្វីគ្រប់យ៉ាងនៅក្នុងគីមីវិទ្យាបានបើកចំហររួចហើយ អ្វីគ្រប់យ៉ាងគឺច្បាស់លាស់ ហើយអ្វីដែលនៅសេសសល់គឺត្រូវប្រើប្រាស់ចំណេះដឹងដែលទទួលបានសម្រាប់ជាប្រយោជន៍ដល់សង្គម។

អ្នកគីមីវិទ្យាតែងតែដឹង និងយល់យ៉ាងច្បាស់អំពីសារៈសំខាន់នៃអាតូម និងម៉ូលេគុលជាប្លុកអគារមូលដ្ឋាននៃគ្រឹះគីមីដ៏ធំ។ ទន្ទឹមនឹងនោះ ការអភិវឌ្ឍន៍នៃវិធីសាស្រ្តស្រាវជ្រាវថ្មី ដូចជាមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង ការជ្រើសរើសម៉ាស់ spectroscopy ខ្ពស់ រួមផ្សំជាមួយវិធីសាស្ត្ររៀបចំគំរូពិសេស បានធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានព័ត៌មានអំពីភាគល្អិតដែលមានអាតូមមួយចំនួនតូចតិចជាងមួយរយ។

ភាគល្អិតទាំងនេះដែលមានទំហំប្រហែល 1 nm (10-9 m គឺគ្រាន់តែជាមីលីម៉ែត្រចែកនឹងមួយលាន) មានលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីមិនធម្មតា និងពិបាកទាយទុកជាមុន។

ភាពល្បីល្បាញ និងអាចយល់បានសម្រាប់មនុស្សភាគច្រើនគឺរចនាសម្ព័ន្ធណាណូដូចខាងក្រោមដូចជា ហ្វូលរីន ក្រាហ្វីន កាបូនណាណូធូប និងណាណូហ្វីប។ ពួកវាទាំងអស់មានអាតូមកាបូនដែលភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមក ប៉ុន្តែរូបរាងរបស់វាប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំង។ Graphene គឺជាយន្តហោះមួយ monolayer "វាំងនន" នៃអាតូមកាបូននៅក្នុង SP 2 ការបង្កាត់។ Fullerenes គឺជាពហុកោណបិទជិត ដែលនឹកឃើញខ្លះៗអំពីបាល់បាល់ទាត់។ Nanotubes គឺជាអង្គធាតុប្រហោងរាងស៊ីឡាំង។ Nanofibers អាចជាកោណ, ស៊ីឡាំង, ចាន។ នៅក្នុងការងាររបស់ខ្ញុំ ខ្ញុំនឹងព្យាយាមគូសបញ្ជាក់យ៉ាងច្បាស់នូវ nanotubes និង nanofibers។

រចនាសម្ព័ន្ធនៃ nanotubes និង nanofibers

តើបំពង់ណាណូកាបូនជាអ្វី? បំពង់ nanotubes កាបូនគឺជាសម្ភារៈកាបូនដែលជារចនាសម្ព័ន្ធស៊ីឡាំងដែលមានអង្កត់ផ្ចិតនៃ nanometers ជាច្រើនដែលមានយន្តហោះក្រាហ្វិចរមៀលចូលទៅក្នុងបំពង់មួយ។ យន្តហោះក្រាហ្វីតគឺជាក្រឡាចត្រង្គរាងប្រាំបួនបន្តដែលមានអាតូមកាបូននៅចំនុចកំពូលនៃឆកោន។ បំពង់ nanotubes កាបូនអាចប្រែប្រួលនៅក្នុងប្រវែង, អង្កត់ផ្ចិត, chirality (ស៊ីមេទ្រីនៃយន្តហោះ graphite រមៀល) និងចំនួននៃស្រទាប់។ Chirality<#"280" src="doc_zip1.jpg" />

បំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ។ បំពង់ណាណូកាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ (SWCNTs) គឺជាប្រភេទរងនៃ nanofibers កាបូនដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធបង្កើតឡើងដោយការបត់ graphene ចូលទៅក្នុងស៊ីឡាំងដោយភាគីរបស់វាភ្ជាប់ដោយគ្មានថ្នេរ។ ការរមៀល graphene ចូលទៅក្នុងស៊ីឡាំងដោយគ្មានថ្នេរគឺអាចធ្វើទៅបានតែក្នុងចំនួនកំណត់ប៉ុណ្ណោះ ដែលខុសគ្នាក្នុងទិសដៅនៃវ៉ិចទ័រពីរវិមាត្រដែលភ្ជាប់ចំណុចសមមូលពីរនៅលើ graphene ដែលស្របគ្នានៅពេលវាត្រូវបានរមៀលចូលទៅក្នុងស៊ីឡាំង។ វ៉ិចទ័រនេះត្រូវបានគេហៅថា វ៉ិចទ័រ chirality ស្រទាប់ណាណូកាបូនតែមួយ។ ដូច្នេះបំពង់ nanotubes កាបូនដែលមានជញ្ជាំងតែមួយមានអង្កត់ផ្ចិត និង chirality ខុសគ្នា។ អង្កត់ផ្ចិតនៃបំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងតែមួយយោងទៅតាមទិន្នន័យពិសោធន៍ប្រែប្រួលពី ~ 0.7 nm ទៅ ~ 3-4 nm ។ ប្រវែងនៃបំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងតែមួយអាចឡើងដល់ 4 សង់ទីម៉ែត្រ។ មានបីទម្រង់នៃ SWCNTs: ប្រភេទ achiral "chair" (ផ្នែកទាំងពីរនៃ hexagon នីមួយៗត្រូវបានតម្រង់ទិសកាត់កែងទៅនឹងអ័ក្ស CNT) ប្រភេទ achiral "zigzag" (ពីរផ្នែកនៃផ្នែកនីមួយៗ។ ឆកោនត្រូវបានតម្រង់ទិសស្របទៅនឹងអ័ក្ស CNT) និង chiral ឬ helical (ផ្នែកម្ខាងនៃ hexagon មានទីតាំងនៅអ័ក្ស CNT នៅមុំផ្សេងពី 0 និង 90 ។ º ) ដូច្នេះ CNTs achiral នៃប្រភេទ "កៅអី" ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយសន្ទស្សន៍ (n, n) នៃប្រភេទ "zigzag" - (n, 0), chiral - (n, m) ។

បំពង់ណាណូដែលមានជញ្ជាំងច្រើន។ Multilayer carbon nanotubes (MWCNTs) គឺជាប្រភេទរងនៃ nanofibers កាបូនដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធបង្កើតឡើងដោយស្រទាប់ nanotubes កាបូនតែមួយស្រទាប់ជាច្រើន (សូមមើលរូបភាពទី 2) ។ អង្កត់ផ្ចិតខាងក្រៅនៃបំពង់ nanotubes ពហុជញ្ជាំងប្រែប្រួលក្នុងជួរធំទូលាយពីប៉ុន្មានណាណូម៉ែត្រទៅរាប់សិបណាណូម៉ែត្រ។

ចំនួនស្រទាប់នៅក្នុង MWCNT ច្រើនតែមិនលើសពី 10 ប៉ុន្តែក្នុងករណីខ្លះវាឈានដល់រាប់សិប។

ពេលខ្លះ ក្នុងចំណោម nanotubes ពហុស្រទាប់ បំពង់ nanotubes ពីរស្រទាប់ត្រូវបានជ្រើសរើសជាប្រភេទពិសេស។ រចនាសម្ព័នប្រភេទ "តុក្កតារុស្ស៊ី" គឺជាសំណុំនៃបំពង់រាងស៊ីឡាំងដែលមានសំបុក coaxially ។ ប្រភេទមួយទៀតនៃរចនាសម្ព័ន្ធនេះគឺជាសំណុំនៃ prisms coaxial nested ។ ចុងបញ្ចប់ចុងក្រោយនៃរចនាសម្ព័ន្ធទាំងនេះប្រហាក់ប្រហែលនឹងរមូរ (រមូរ) ។ សម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធទាំងអស់នៅក្នុងរូបភព។ តម្លៃលក្ខណៈនៃចម្ងាយរវាងស្រទាប់ក្រាហ្វិនដែលនៅជាប់គ្នាជិតនឹងតម្លៃ 0.34 nm ដែលមាននៅក្នុងចម្ងាយរវាងប្លង់ដែលនៅជិតគ្នានៃក្រាហ្វិចគ្រីស្តាល់<#"128" src="doc_zip3.jpg" />

Matryoshka Roll Papier-mache ជនជាតិរុស្ស៊ី

Carbon nanofibers (CNF) គឺជាប្រភេទវត្ថុធាតុដើមដែលស្រទាប់ក្រាហ្វិនកោង ឬណាណូខនត្រូវបានបត់ចូលទៅក្នុងសរសៃមួយវិមាត្រដែលរចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុងអាចត្រូវបានកំណត់ដោយមុំ? រវាងស្រទាប់ graphene និងអ័ក្សសរសៃ។ ភាពខុសគ្នាទូទៅមួយគឺរវាងប្រភេទសរសៃសំខាន់ៗពីរ៖ Herringbone ដែលមានស្រទាប់ graphene រាងសាជីដែលខ្ចប់យ៉ាងក្រាស់ និង α ធំ និង Bamboo ជាមួយនឹងស្រទាប់ graphene រាងស៊ីឡាំងដូចពែង និង α តូច ដែលស្រដៀងនឹងបំពង់ណាណូកាបូនពហុជញ្ជាំង។<#"228" src="doc_zip4.jpg" />

a - nanofiber "ជួរឈរកាក់";

ខ - "រចនាសម្ព័ន្ធដើមឈើណូអែល" nanofiber (ជង់កោណ "ឆ្អឹងត្រី");

គ - nanofiber "ជង់នៃពែង" ("ស្រមោលចង្កៀង");

ឃ - nanotube "matryoshka រុស្ស៊ី";

អ៊ី - nanofiber រាងឬស្សី;

e - nanofiber ជាមួយផ្នែកស្វ៊ែរ;

g - nanofiber ជាមួយផ្នែក polyhedral

ភាពឯកោនៃបំពង់ nanotubes កាបូនដែលជាប្រភេទរងដាច់ដោយឡែកគឺដោយសារតែការពិតដែលថាលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ពួកគេមានភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់សម្រាប់ការល្អប្រសើរជាងមុនពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃប្រភេទផ្សេងទៀតនៃ nanofibers កាបូន។ នេះត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថាស្រទាប់ graphene ដែលបង្កើតជាជញ្ជាំង nanotube តាមបណ្តោយប្រវែងទាំងមូលរបស់វា មានកម្លាំង tensile ខ្ពស់ ចរន្តកំដៅ និងចរន្តអគ្គិសនី។ ផ្ទុយពីនេះ ការផ្លាស់ប្តូរពីស្រទាប់ graphene មួយទៅស្រទាប់មួយទៀតកើតឡើងនៅក្នុងកាបូន nanofibers ផ្លាស់ទីតាមជញ្ជាំង។ វត្តមាននៃទំនាក់ទំនង interlayer និងពិការភាពខ្ពស់នៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃ nanofibers យ៉ាងខ្លាំងធ្វើឱ្យខូចលក្ខណៈរាងកាយរបស់ពួកគេ។

រឿង

វាជាការលំបាកក្នុងការនិយាយអំពីប្រវត្តិនៃ nanotubes និង nanofibers ដាច់ដោយឡែកពីគ្នា ពីព្រោះផលិតផលទាំងនេះតែងតែអមដំណើរគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងអំឡុងពេលសំយោគ។ ទិន្នន័យមួយក្នុងចំណោមទិន្នន័យដំបូងស្តីពីការផលិតកាបូនណាណូហ្វីបគឺប្រហែលជាប៉ាតង់ឆ្នាំ 1889 សម្រាប់ការផលិតទម្រង់បំពង់នៃកាបូនដែលបានបង្កើតឡើងកំឡុងពេល pyrolysis នៃល្បាយនៃ CH4 និង H2 នៅក្នុងដែកមួយដោយ Hughes និង Chambers ។ ពួកគេបានប្រើល្បាយនៃឧស្ម័នមេតាន និងអ៊ីដ្រូសែនដើម្បីដុះលូតលាស់សរសៃកាបូនដោយឧស្ម័ន pyrolysis បន្ទាប់មកមានទឹកភ្លៀងកាបូន។ វាអាចទៅរួចដើម្បីនិយាយអំពីការទទួលបានសរសៃទាំងនេះឱ្យបានច្រើននៅពេលក្រោយ នៅពេលដែលវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីសិក្សារចនាសម្ព័ន្ធរបស់ពួកគេដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង។ ការសង្កេតដំបូងនៃកាបូនណាណូហ្វីបដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងត្រូវបានធ្វើឡើងនៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1950 ដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសូវៀត Radushkevich និង Lukyanovich ដែលបានបោះពុម្ពអត្ថបទនៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិគីមីវិទ្យាសូវៀតដែលបង្ហាញពីសរសៃក្រាហ្វិតប្រហោងនៃកាបូនដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 50 nanometers ។ នៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 អ្នកស្រាវជ្រាវជនជាតិជប៉ុន Koyama និង Endo បានទទួលជោគជ័យក្នុងការផលិតសរសៃកាបូនដោយការទម្លាក់ចំហាយទឹក (VGCF) ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 1 µm និងប្រវែងលើសពី 1 មីលីម៉ែត្រ។ ក្រោយមកនៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 Tibbets នៅសហរដ្ឋអាមេរិក និង Benissad នៅប្រទេសបារាំងបានបន្តធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវដំណើរការ carbon fiber (VGCF) ។ នៅសហរដ្ឋអាមេរិក ការស្រាវជ្រាវស៊ីជម្រៅបន្ថែមទៀតលើការសំយោគ និងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈទាំងនេះសម្រាប់ការអនុវត្តជាក់ស្តែងត្រូវបានអនុវត្តដោយ R. Terry K. Baker ហើយត្រូវបានជំរុញដោយតម្រូវការក្នុងការទប់ស្កាត់ការលូតលាស់នៃកាបូនណាណូហ្វីប ដោយសារតែបញ្ហាជាប់លាប់ដែលបណ្តាលមកពីសម្ភារៈ។ ការ​កកកុញ​ក្នុង​ដំណើរការ​ពាណិជ្ជកម្ម​ផ្សេងៗ ជាពិសេស​ក្នុង​វិស័យ​ចម្រាញ់​ប្រេង។ ការប៉ុនប៉ងដំបូងដើម្បីធ្វើពាណិជ្ជកម្មសរសៃកាបូនដែលលូតលាស់ពីដំណាក់កាលឧស្ម័នត្រូវបានធ្វើឡើងដោយក្រុមហ៊ុនជប៉ុន Nikosso ក្នុងឆ្នាំ 1991 ក្រោមឈ្មោះយីហោ Grasker ក្នុងឆ្នាំដដែល Ijima បានបោះពុម្ពអត្ថបទដ៏ល្បីល្បាញរបស់គាត់ដែលរាយការណ៍ពីការរកឃើញនៃបំពង់ណាណូកាបូន។<#"justify">បង្កាន់ដៃ

បច្ចុប្បន្ននេះការសំយោគដោយផ្អែកលើ pyrolysis នៃអ៊ីដ្រូកាបូន និងការ sublimation និង desublimation នៃ graphite ត្រូវបានប្រើជាចម្បង។

Sublimation-desublimation នៃ graphiteអាចត្រូវបានអនុវត្តតាមវិធីជាច្រើន៖

• វិធីសាស្រ្តធ្នូ,
• កំដៅដោយកាំរស្មី (ការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ប្រមូលផ្តុំពន្លឺព្រះអាទិត្យឬកាំរស្មីឡាស៊ែរ)
• កំដៅឡាស៊ែរ,
• កំដៅជាមួយធ្នឹមអេឡិចត្រុងឬអ៊ីយ៉ុង,
• sublimation ប្លាស្មា,
• កំដៅធន់។

ជម្រើសទាំងនេះជាច្រើនមានការប្រែប្រួលផ្ទាល់ខ្លួន។ ឋានានុក្រមនៃវ៉ារ្យ៉ង់មួយចំនួននៃវិធីសាស្ត្រធ្នូអគ្គិសនីត្រូវបានបង្ហាញក្នុងដ្យាក្រាម៖

នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ វិធីសាស្រ្តទូទៅបំផុតគឺការបំភាយកំដៅនៃអេឡិចត្រូតក្រាហ្វីតនៅក្នុងប្លាស្មាបញ្ចេញធ្នូ។ ដំណើរការសំយោគត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងបន្ទប់ដែលពោរពេញទៅដោយអេលីយ៉ូមនៅសម្ពាធប្រហែល 500 mm Hg ។ សិល្បៈ។ កំឡុងពេលចំហេះប្លាស្មា ការហួតកំដៅខ្លាំងនៃ anode កើតឡើង ខណៈពេលដែលប្រាក់បញ្ញើមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃចុងនៃ cathode ដែលនៅក្នុងនោះ carbon nanotubes ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ចំនួនអតិបរមានៃ nanotubes ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេលដែលចរន្តប្លាស្មាមានតិចតួច ហើយដង់ស៊ីតេរបស់វាគឺប្រហែល 100 A/cm2។ នៅក្នុងការរៀបចំពិសោធន៍ វ៉ុលរវាងអេឡិចត្រូតគឺប្រហែល 15-25 V ចរន្តបញ្ចេញគឺរាប់សិបអំពែរ ហើយចម្ងាយរវាងចុងអេឡិចត្រូតក្រាហ្វីតគឺ 1-2 ម។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការសំយោគប្រហែល 90% នៃម៉ាស់របស់ anode ត្រូវបានដាក់នៅលើ cathode ។ ជាលទ្ធផល បំពង់ nanotubes ជាច្រើនមានប្រវែងប្រហែល 40 μm។ ពួកវាដុះនៅលើ cathode កាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃរាបស្មើនៃចុងរបស់វា ហើយត្រូវបានប្រមូលចូលទៅក្នុងធ្នឹមស៊ីឡាំងដែលមានអង្កត់ផ្ចិតប្រហែល 50 μm។

បណ្តុំ Nanotube ជាទៀងទាត់ស្រោបផ្ទៃ cathode បង្កើតជារចនាសម្ព័ន្ធ Honeycomb ។ មាតិកានៃ nanotubes នៅក្នុងប្រាក់បញ្ញើកាបូនគឺប្រហែល 60% ។ ដើម្បីបំបែកសមាសធាតុ, ទឹកភ្លៀងលទ្ធផលត្រូវបានដាក់នៅក្នុង methanol និង sonicated ។ លទ្ធផលគឺការព្យួរដែលបន្ទាប់ពីការបន្ថែមទឹកត្រូវបានទទួលរងនូវការបំបែកនៅក្នុង centrifuge ។ ភាគល្អិតធំ ៗ ជាប់នឹងជញ្ជាំងនៃ centrifuge ខណៈពេលដែល nanotubes នៅតែអណ្តែតនៅក្នុងការព្យួរ។ បន្ទាប់មក បំពង់ nanotubes ត្រូវបានទឹកនាំទៅដោយអាស៊ីតនីទ្រីក ហើយស្ងួតហួតហែងក្នុងលំហូរឧស្ម័ននៃអុកស៊ីសែន និងអ៊ីដ្រូសែនក្នុងសមាមាត្រ 1:4 នៅសីតុណ្ហភាព 750។ 0C រយៈពេល 5 នាទី។ ជាលទ្ធផលនៃដំណើរការបែបនេះ វត្ថុធាតុ porous ស្រាលមួយត្រូវបានទទួល ដែលរួមមាន nanotubes ជាច្រើនដែលមានអង្កត់ផ្ចិតជាមធ្យម 20 nm និងប្រវែង 10 μm។ រហូតមកដល់ពេលនេះប្រវែង nanofiber អតិបរមាដែលសម្រេចបានគឺ 1 សង់ទីម៉ែត្រ។

Pyrolysis នៃអ៊ីដ្រូកាបូន

នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃជម្រើសនៃ reagents ដំបូងនិងវិធីសាស្រ្តនៃដំណើរការ, ក្រុមនេះមានចំនួនច្រើននៃជម្រើសច្រើនជាងវិធីសាស្រ្តនៃការ sublimation និង desublimation នៃ graphite ។ វាផ្តល់នូវការត្រួតពិនិត្យច្បាស់លាស់ជាងមុនលើដំណើរការនៃការបង្កើត CNT គឺកាន់តែសមស្របសម្រាប់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ និងអនុញ្ញាតឱ្យផលិតមិនត្រឹមតែសារធាតុកាបូនណាណូដោយខ្លួនឯងប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងរចនាសម្ព័ន្ធមួយចំនួននៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម សរសៃម៉ាក្រូស្កូបដែលមានសរសៃ nanotubes ក៏ដូចជាសមា្ភារៈផ្សំ។ ជាពិសេស កែប្រែដោយកាបូន CNTs សរសៃកាបូន និងក្រដាសកាបូន សមាសធាតុសេរ៉ាមិច។ ដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា nanospheric lithography ដែលទើបបង្កើតថ្មី វាអាចទទួលបានគ្រីស្តាល់ photonic ពី CNTs ។ នៅក្នុងវិធីនេះ វាគឺអាចធ្វើទៅបានដើម្បីញែក CNTs នៃអង្កត់ផ្ចិត និងប្រវែងជាក់លាក់មួយ។

គុណសម្បត្តិនៃវិធីសាស្រ្ត pyrolytic បន្ថែមពីលើនេះ រួមមានលទ្ធភាពនៃការអនុវត្តរបស់វាសម្រាប់ការសំយោគម៉ាទ្រីស ឧទាហរណ៍ ការប្រើប្រាស់ភ្នាស alumina porous ឬ sieves ម៉ូលេគុល។ ដោយប្រើអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូមវាអាចទៅរួចដើម្បីទទួលបាន CNTs និងភ្នាស CNT ។ គុណវិបត្តិចម្បងនៃវិធីសាស្ត្រម៉ាទ្រីសគឺការចំណាយខ្ពស់នៃម៉ាទ្រីសជាច្រើន ទំហំតូចរបស់ពួកគេ និងតម្រូវការប្រើប្រាស់សារធាតុសកម្ម និងលក្ខខណ្ឌដ៏លំបាកសម្រាប់ការរំលាយម៉ាទ្រីស។

pyrolysis នៃអ៊ីដ្រូកាបូនចំនួនបី មេតាន អាសេទីឡែន និងបេនហ្សេន ក៏ដូចជាការរលាយកម្ដៅ (មិនសមាមាត្រ) នៃ CO ត្រូវបានគេប្រើញឹកញាប់បំផុតសម្រាប់ការសំយោគនៃ CNTs និង CNFs ។ មេតាន ដូចជាកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីត គឺមិនងាយនឹងរលាយនៅសីតុណ្ហភាពទាបទេ (ការរលាយនៃមេតានដែលមិនមែនជាកាតាលីករចាប់ផ្តើមនៅ ~ 900 អំពី គ) ដែលធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីសំយោគ SWCNTs ជាមួយនឹងចំនួនតិចតួចនៃសារធាតុមិនបរិសុទ្ធកាបូនអាម៉ូហ្វ។ កាបូនម៉ូណូអុកស៊ីតមិនរលាយនៅសីតុណ្ហភាពទាបសម្រាប់ហេតុផលមួយទៀត៖ គីណេទិក។ ភាពខុសគ្នានៃឥរិយាបទនៃសារធាតុផ្សេងៗអាចមើលឃើញនៅក្នុងរូបភព។ ៩៤.

គុណសម្បត្តិនៃមេតានជាងអ៊ីដ្រូកាបូន និងកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីតផ្សេងទៀត រួមមានការពិតដែលថា pyrolysis របស់វាជាមួយនឹងការបង្កើត CNTs ឬ CNFs ត្រូវបានផ្សំជាមួយនឹងការបញ្ចេញ H 2និងអាចត្រូវបានប្រើនៅក្នុងផលិតកម្ម H2 ដែលមានស្រាប់ .

កាតាលីករ

កាតាលីករសម្រាប់ការបង្កើត CNTs និង CNFs គឺ Fe, Co, និង Ni; ភ្នាក់ងារផ្សព្វផ្សាយ ដែលត្រូវបានណែនាំក្នុងបរិមាណតូចជាង ភាគច្រើនជា Mo, W ឬ Cr (តិចជាញឹកញាប់ - V, Mn, Pt និង Pd) អ្នកដឹកជញ្ជូនកាតាលីករគឺជាអុកស៊ីដមិនងាយនឹងបង្កជាហេតុ និងអ៊ីដ្រូសែននៃលោហធាតុ (Mg, Ca, Al, La, Si , Ti, Zr), ដំណោះស្រាយរឹង, អំបិល និងសារធាតុរ៉ែមួយចំនួន (កាបូន, spinels, perovskites, hydrotalcite, ដីឥដ្ឋធម្មជាតិ, diatomites), sieves ម៉ូលេគុល (ជាពិសេស zeolites), silica gel, airgel, ជែលអាលុយមីញ៉ូម, porous Si និង amorphous C ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះដែរ V, Cr, Mo, W, Mn និងប្រហែលជាលោហៈផ្សេងទៀតដែលស្ថិតនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌ pyrolysis គឺនៅក្នុងទម្រង់នៃសមាសធាតុ - អុកស៊ីដ, carbides, metallates ជាដើម។

លោហធាតុ Noble (Pd, Ru, PdSe), យ៉ាន់ស្ព័រ (mischmetal, permalloy, nichrome, monel, stainless steel, Co-V, Fe-Cr, Fe-Sn, Fe-Ni-Cr, Fe-Ni-C, Co-Fe -Ni, hard alloy Co-WC ។ល។), CoSi 2និង CoGe 2, ឡានី 5, អឹម នី 5(ម.ម. - មីស៊ីមេតាល់) យ៉ាន់ស្ព័រ Zr និងលោហធាតុបង្កើតអ៊ីដ្រូសែនផ្សេងទៀត។ ផ្ទុយទៅវិញ Au និង Ag រារាំងការបង្កើត CNTs ។

កាតាលីករអាចត្រូវបានដាក់នៅលើស៊ីលីកុនដែលស្រោបដោយខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីដស្តើងនៅលើ germanium ប្រភេទកញ្ចក់មួយចំនួន និងស្រទាប់ខាងក្រោមធ្វើពីវត្ថុធាតុផ្សេងទៀត។

ស៊ីលីកុន porous ដែលទទួលបានដោយការ etching electrochemical នៃ silicon គ្រីស្តាល់តែមួយនៅក្នុងដំណោះស្រាយនៃសមាសភាពជាក់លាក់មួយត្រូវបានចាត់ទុកថាជាក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនកាតាលីករដ៏ល្អមួយ។ ស៊ីលីកុន porous អាចមាន micropores (< 2 нм), мезопоры и макропоры (>100 nm) ។ ដើម្បីទទួលបានកាតាលីករ វិធីសាស្ត្របុរាណត្រូវបានប្រើ៖

• លាយ (កម្រ sintering) នៃម្សៅ;
• ការ​ធ្លាក់​ចុះ​នៃ​លោហធាតុ​ឬ​គីមី​គីមី​នៅ​លើ​ស្រទាប់​ខាងក្រោម​មួយ​បន្ទាប់​មក​ដោយ​ការ​បំប្លែង​ខ្សែភាពយន្ត​ស្តើង​ជា​បន្តបន្ទាប់​ទៅ​ជា​កោះ​នៃ​ទំហំ​ណាណូ (ស្រទាប់​ដោយ​ស្រទាប់​នៃ​លោហធាតុ​មួយ​ចំនួន​ក៏​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ផង​ដែរ​។
• ការបញ្ចេញចំហាយគីមី;
• ជ្រលក់ស្រទាប់ខាងក្រោមទៅក្នុងដំណោះស្រាយ;
• អនុវត្តការផ្អាកនៃភាគល្អិតកាតាលីករទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមមួយ;
• អនុវត្តដំណោះស្រាយទៅស្រទាប់ខាងក្រោមបង្វិល;
• impregnation នៃម្សៅ inert ជាមួយអំបិល;
• coprecipitation នៃ oxides ឬ hydroxides;
• ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង;
• វិធីសាស្រ្ត colloidal (ដំណើរការ sol-gel, វិធីសាស្រ្ត micelles បញ្ច្រាស);
• ការបំផ្លាញកំដៅនៃអំបិល;
• ្រំមហះនៃនីត្រាតដែក។

បន្ថែមពីលើក្រុមទាំងពីរដែលបានពិពណ៌នាខាងលើ វិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតមួយចំនួនធំសម្រាប់ការទទួលបាន CNTs ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ពួកវាអាចត្រូវបានចាត់ថ្នាក់តាមប្រភពកាបូនដែលបានប្រើ។ សមាសធាតុចាប់ផ្តើមគឺ៖ ក្រាហ្វិច និងទម្រង់ផ្សេងទៀតនៃកាបូនរឹង សមាសធាតុសរីរាង្គ សមាសធាតុអសរីរាង្គ សមាសធាតុសរីរាង្គ។ ក្រាហ្វិចអាចត្រូវបានបំប្លែងទៅជា CNTs តាមវិធីជាច្រើន៖ ដោយការកិនបាល់ខ្លាំង អមដោយការដុតកម្ដៅខ្លាំង។ អេឡិចត្រូលីតនៃអំបិលរលាយ; ការបំបែកទៅជាសន្លឹក graphene ដាច់ដោយឡែក និងការបង្វិលដោយឯកឯងជាបន្តបន្ទាប់នៃសន្លឹកទាំងនេះ។ កាបូន Amorphous អាចបំប្លែងទៅជា CNTs នៅពេលដំណើរការក្រោមលក្ខខណ្ឌ hydrothermal ។ ពីកាបូនខ្មៅ (ផេះ) CNTs ត្រូវបានទទួលដោយការបំលែងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដោយមានឬគ្មានកាតាលីករ ក៏ដូចជាដោយអន្តរកម្មជាមួយចំហាយទឹកដែលមានសម្ពាធ។ រចនាសម្ព័ន្ធ Nanotubular មាននៅក្នុងផលិតផលនៃការបូមធូលី (1000 អំពី គ) ខ្សែភាពយន្តនៃកាបូនដូចពេជ្រនៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករមួយ។ ទីបំផុតការបំប្លែងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់កាតាលីករនៃ fullerite C 60ឬការព្យាបាលរបស់វានៅក្រោមលក្ខខណ្ឌ hydrothermal ក៏នាំឱ្យមានការបង្កើត CNTs ។

បំពង់ណាណូកាបូនមាននៅក្នុងធម្មជាតិ។ ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវម៉ិកស៊ិកបានរកឃើញពួកវានៅក្នុងសំណាកប្រេងដែលយកពីជម្រៅ 5.6 គីឡូម៉ែត្រ (Velasco-Santos, 2003) ។ អង្កត់ផ្ចិត CNT មានចាប់ពី nanometers ជាច្រើនទៅរាប់សិប nanometers ហើយប្រវែងឈានដល់ 2 μm។ ពួកគេខ្លះត្រូវបានបំពេញដោយសារធាតុណាណូផ្សេងៗ។

ការបន្សុតនៃបំពង់ណាណូកាបូន

គ្មានវិធីសាស្រ្តទូទៅណាមួយសម្រាប់ការទទួលបាន CNTs អនុញ្ញាតឱ្យពួកគេដាច់ដោយឡែកពីគេក្នុងទម្រង់ដ៏បរិសុទ្ធរបស់ពួកគេ។ ភាពមិនបរិសុទ្ធចំពោះ NT អាចជា fullerenes កាបូន amorphous ភាគល្អិតក្រាហ្វិក ភាគល្អិតកាតាលីករ។

មានវិធីសាស្រ្តសម្អាត CNT ចំនួនបីក្រុម៖

1. បំផ្លិចបំផ្លាញ
2. មិនបំផ្លិចបំផ្លាញ,
3. រួមបញ្ចូលគ្នា។

វិធីសាស្រ្តបំផ្លិចបំផ្លាញប្រើប្រតិកម្មគីមីដែលអាចជាអុកស៊ីតកម្ម ឬកាត់បន្ថយ ហើយផ្អែកលើភាពខុសគ្នានៃប្រតិកម្មនៃទម្រង់កាបូនខុសៗគ្នា។ សម្រាប់ការកត់សុី ដំណោះស្រាយនៃភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្ម ឬសារធាតុប្រតិកម្មឧស្ម័នត្រូវបានប្រើប្រាស់ ហើយសម្រាប់ការកាត់បន្ថយ អ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានប្រើ។ វិធីសាស្រ្តធ្វើឱ្យវាអាចញែក CNTs ភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ ប៉ុន្តែត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការបាត់បង់បំពង់។

វិធីសាស្រ្តដែលមិនបំផ្លិចបំផ្លាញរួមមានការស្រង់ចេញ លំហូរទឹក និងទឹកភ្លៀងជ្រើសរើស ការបញ្ចូលលំហូរមីក្រូហ្វីល ការដកក្រូម៉ាតក្រូម៉ូសូម អេឡិចត្រូផូស៊ីស ប្រតិកម្មជ្រើសរើសជាមួយសារធាតុប៉ូលីម៊ែរសរីរាង្គ។ តាមក្បួនវិធីសាស្រ្តទាំងនេះមិនមានប្រសិទ្ធភាពនិងមិនមានប្រសិទ្ធភាព។

លក្ខណៈសម្បត្តិនៃបំពង់ណាណូកាបូន

មេកានិក។ Nanotubes ដូចដែលត្រូវបានគេនិយាយគឺជាសម្ភារៈដ៏រឹងមាំបំផុតទាំងនៅក្នុងភាពតានតឹងនិងក្នុងការពត់កោង។ លើសពីនេះទៅទៀត នៅក្រោមសកម្មភាពនៃភាពតានតឹងផ្នែកមេកានិកលើសពីកម្រិតសំខាន់ៗ បំពង់ណាណូមិន "បំបែក" ប៉ុន្តែត្រូវបានរៀបចំឡើងវិញ។ ដោយផ្អែកលើលក្ខណៈសម្បត្តិកម្លាំងខ្ពស់នៃ nanotubes វាអាចត្រូវបានអះអាងថាជាសម្ភារៈដ៏ល្អបំផុតសម្រាប់ការភ្ជាប់ជណ្តើរយន្តអវកាសនៅពេលនេះ។ ដូចដែលលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ និងការក្លែងធ្វើលេខបង្ហាញ ម៉ូឌុលរបស់ Young នៃ nanotube ស្រទាប់តែមួយឈានដល់តម្លៃនៃលំដាប់ 1-5 TPa ដែលជាលំដាប់នៃរ៉ិចទ័រធំជាងដែក។ ក្រាហ្វខាងក្រោមបង្ហាញពីការប្រៀបធៀបរវាង nanotube ដែលមានជញ្ជាំងតែមួយ និងដែកដែលមានកម្លាំងខ្ពស់។

ខ្សែនៃជណ្តើរយន្តអវកាសត្រូវបានប៉ាន់ប្រមាណថាអាចទប់ទល់នឹងភាពតានតឹងមេកានិច 62.5 GPa

ដ្យាក្រាមភាពតានតឹង (ភាពអាស្រ័យនៃភាពតានតឹងមេកានិច ? ពីការពន្លូតដែលទាក់ទង?)

ដើម្បីបង្ហាញពីភាពខុសគ្នាយ៉ាងសំខាន់រវាងវត្ថុធាតុខ្លាំងបំផុតនាពេលបច្ចុប្បន្ន និងបំពង់ណាណូកាបូន សូមធ្វើការពិសោធន៍គិតដូចខាងក្រោម។ ស្រមៃថា ដូចដែលវាត្រូវបានគេសន្មត់ថាមុននេះ រចនាសម្ព័ន្ធដូចគ្នារាងក្រូចឆ្មារដែលមានសម្ភារៈប្រើប្រាស់បានយូរបំផុតរហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ននឹងបម្រើជាខ្សែសម្រាប់ជណ្តើរយន្តអវកាស បន្ទាប់មកអង្កត់ផ្ចិតនៃខ្សែនៅ GEO (geostationary Earth orbit) នឹងមានប្រហែល។ 2 គីឡូម៉ែត្រ ហើយ​នឹង​រួម​តូច​ដល់ 1 mm នៅ​លើ​ផ្ទៃ​ផែនដី។ ក្នុងករណីនេះម៉ាស់សរុបនឹងមាន 60 * 1010 តោន។ ប្រសិនបើបំពង់ nanotubes កាបូនត្រូវបានប្រើជាសម្ភារៈនោះ អង្កត់ផ្ចិតនៃខ្សែនៅ GEO គឺ 0.26 mm និង 0.15 mm នៅលើផ្ទៃផែនដី ហើយដូច្នេះម៉ាស់សរុបគឺ 9.2 តោន។ ដូចដែលអាចមើលឃើញពីការពិតខាងលើ កាបោនណាណូហ្វាយបឺរ គឺជាសម្ភារៈដែលត្រូវការសម្រាប់សាងសង់ខ្សែ ដែលអង្កត់ផ្ចិតជាក់ស្តែងនឹងមានប្រហែល 0.75 ម៉ែត្រ ដើម្បីទប់ទល់នឹងប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកដែលប្រើសម្រាប់ជំរុញយានអវកាស។

អគ្គិសនី។ ដោយសារតែទំហំតូចនៃបំពង់ nanotubes កាបូន មានតែនៅក្នុងឆ្នាំ 1996 ប៉ុណ្ណោះដែលអាចវាស់ស្ទង់ដោយផ្ទាល់នូវភាពធន់អគ្គិសនីរបស់ពួកគេដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ 4-prong ។

ឆ្នូតមាសត្រូវបានដាក់លើផ្ទៃស៊ីលីកុនអុកស៊ីដប៉ូលានៅក្នុងកន្លែងទំនេរ។ Nanotubes ប្រវែង 2-3 µm ត្រូវបានដាក់នៅចន្លោះពួកវា។ បន្ទាប់មក អង្គធាតុ tungsten ចំនួន 4 ដែលមានកម្រាស់ 80 nm ត្រូវបានដាក់នៅលើបំពង់ណាណូមួយដែលត្រូវបានជ្រើសរើសសម្រាប់ការវាស់វែង។ អាំងវឺតទ័រ tungsten នីមួយៗមានទំនាក់ទំនងជាមួយបន្ទះមាសមួយ។ ចម្ងាយរវាងទំនាក់ទំនងនៅលើ nanotube គឺពី 0.3 ទៅ 1 μm។ លទ្ធផលនៃការវាស់វែងដោយផ្ទាល់បានបង្ហាញថាភាពធន់នៃបំពង់ nanotubes អាចប្រែប្រួលក្នុងជួរដ៏សំខាន់មួយ - ពី 5.1 * 10 -6រហូតដល់ 0.8 ohm / សង់ទីម៉ែត្រ។ ភាពធន់អប្បបរមាគឺជាលំដាប់នៃរ៉ិចទ័រទាបជាងក្រាហ្វិច។ ភាគច្រើននៃ nanotubes មាន conductivity លោហធាតុ ខណៈពេលដែលផ្នែកតូចជាងនេះបង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ semiconductor ដែលមានគម្លាត band ពី 0.1 ទៅ 0.3 eV ។

អ្នកស្រាវជ្រាវជនជាតិបារាំង និងរុស្ស៊ី (ពី IPTM RAS, Chernogolovka) បានរកឃើញទ្រព្យសម្បត្តិមួយទៀតនៃបំពង់ nanotubes ដែលជា superconductivity ។ ពួកគេបានវាស់លក្ខណៈវ៉ុលបច្ចុប្បន្ននៃ nanotubes ជញ្ជាំងតែមួយបុគ្គលដែលមានអង្កត់ផ្ចិត ~ 1 nm រមៀលចូលទៅក្នុងបណ្តុំនៃ nanotubes ជញ្ជាំងតែមួយមួយចំនួនធំ ក៏ដូចជា nanotubes ពហុស្រទាប់នីមួយៗ។ ចរន្ត superconducting នៅសីតុណ្ហភាពជិត 4K ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅចន្លោះទំនាក់ទំនងលោហៈធាតុ superconducting ពីរ។ លក្ខណៈពិសេសនៃការផ្ទេរបន្ទុកនៅក្នុង nanotube មានភាពខុសប្លែកពីអ្វីដែលមាននៅក្នុង conductors ធម្មតាបីវិមាត្រ ហើយតាមមើលទៅត្រូវបានពន្យល់ដោយលក្ខណៈមួយវិមាត្រនៃការផ្ទេរ។

ដូចគ្នានេះផងដែរ de Girom មកពីសាកលវិទ្យាល័យ Lausanne (ប្រទេសស្វីស) បានរកឃើញទ្រព្យសម្បត្តិគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយ: ការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំង (ប្រហែលពីរនៃរ៉ិចទ័រ) នៅក្នុងចរន្តអគ្គិសនីដោយតូចមួយដោយ 5-10o ពត់នៃ nanotube ស្រទាប់តែមួយ។ ទ្រព្យសម្បត្តិនេះអាចពង្រីកវិសាលភាពនៃ nanotubes ។ ម៉្យាងវិញទៀត nanotube ប្រែទៅជាឧបករណ៍បំប្លែងរំញ័រមេកានិចដ៏រសើបដែលត្រៀមរួចជាស្រេចដែលផលិតរួចជាសញ្ញាអគ្គិសនី ហើយផ្ទុយមកវិញ (តាមពិតទៅ វាគឺជាឧបករណ៍ទទួលទូរសព្ទដែលមានប្រវែងពីរបីមីក្រូ និងប្រហែលមួយណាណូម៉ែត្រក្នុងអង្កត់ផ្ចិត) និង ម៉្យាងវិញទៀត វាគឺជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលត្រៀមរួចជាស្រេចដែលផលិតឡើងសម្រាប់ការខូចទ្រង់ទ្រាយតូចបំផុត។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាបែបនេះអាចត្រូវបានប្រើនៅក្នុងឧបករណ៍ដែលត្រួតពិនិត្យស្ថានភាពនៃសមាសធាតុមេកានិក និងផ្នែកដែលសុវត្ថិភាពរបស់មនុស្សអាស្រ័យឧទាហរណ៍ អ្នកដំណើរនៃរថភ្លើង និងយន្តហោះ បុគ្គលិកនៃរោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ និងកម្ដៅជាដើម។

Capillary ។ ការពិសោធន៍បានបង្ហាញថាបំពង់ណាណូបើកចំហមានលក្ខណៈសម្បត្តិ capillary ។ ដើម្បីបើក nanotube វាចាំបាច់ត្រូវយកផ្នែកខាងលើចេញ - មួក។ វិធី​មួយ​ដើម្បី​យក​ចេញ​គឺ​ការ​ដក​បំពង់ nanotubes នៅ​សីតុណ្ហភាព ៨៥០ 0C រយៈពេលជាច្រើនម៉ោងនៅក្នុងស្ទ្រីមនៃកាបូនឌីអុកស៊ីត។ ជាលទ្ធផលនៃការកត់សុីប្រហែល 10% នៃបំពង់ណាណូទាំងអស់ត្រូវបានបើក។ វិធីមួយទៀតដើម្បីបំផ្លាញចុងបិទជិតនៃបំពង់ nanotubes គឺការប៉ះពាល់នឹងអាស៊ីត nitric ប្រមូលផ្តុំរយៈពេល 4.5 ម៉ោងនៅសីតុណ្ហភាព 2400 C។ ជាលទ្ធផលនៃការព្យាបាលនេះ 80% នៃ nanotubes ក្លាយជាបើកចំហ។

ការសិក្សាដំបូងនៃបាតុភូត capillary បានបង្ហាញថាអង្គធាតុរាវជ្រាបចូលទៅក្នុងបណ្តាញ nanotube ប្រសិនបើភាពតានតឹងផ្ទៃរបស់វាមិនខ្ពស់ជាង 200 mN/m ។ ដូច្នេះ ដើម្បីណែនាំសារធាតុណាមួយចូលទៅក្នុង nanotubes សារធាតុរំលាយដែលមានភាពតានតឹងលើផ្ទៃទាបត្រូវបានប្រើប្រាស់។ ឧទាហរណ៍ អាស៊ីតនីទ្រីកប្រមូលផ្តុំ ភាពតានតឹងលើផ្ទៃមានកម្រិតទាប (43 mN/m) ត្រូវបានប្រើដើម្បីបញ្ចូលលោហៈមួយចំនួនទៅក្នុងឆានែលណាណូ។ បន្ទាប់មកការបន្ទោរបង់ត្រូវបានអនុវត្តនៅ 4000 C សម្រាប់រយៈពេល 4 ម៉ោងក្នុងបរិយាកាសអ៊ីដ្រូសែនដែលនាំឱ្យមានការថយចុះនៃលោហៈ។ តាមវិធីនេះ បំពង់ណាណូដែលមាននីកែល cobalt និងជាតិដែកត្រូវបានទទួល។

រួមជាមួយនឹងលោហធាតុ បំពង់ណាណូកាបូនអាចត្រូវបានបំពេញដោយសារធាតុឧស្ម័ន ដូចជាអ៊ីដ្រូសែនម៉ូលេគុលជាដើម។ សមត្ថភាពនេះគឺមានសារៈសំខាន់ជាក់ស្តែង ព្រោះវាបើកលទ្ធភាពនៃការផ្ទុកអ៊ីដ្រូសែនដោយសុវត្ថិភាព ដែលអាចត្រូវបានប្រើជាឥន្ធនៈដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាននៅក្នុងម៉ាស៊ីនចំហេះខាងក្នុង។ ដូចគ្នានេះផងដែរ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាចដាក់ខ្សែសង្វាក់ទាំងមូលនៃ fullerenes ជាមួយនឹងអាតូម gadolinium ដែលបានបង្កប់នៅក្នុងពួកវារួចហើយ (សូមមើលរូបភាពទី 5) ។

អង្ករ។ 5. នៅខាងក្នុង C60 នៅខាងក្នុង nanotube ជញ្ជាំងតែមួយ

ឥទ្ធិពល Capillary និងការបំពេញបំពង់ nanotubes

nanotube carbon pyrolysis ធ្នូអគ្គិសនី

មិនយូរប៉ុន្មានបន្ទាប់ពីការរកឃើញនៃបំពង់ nanotubes កាបូន ការយកចិត្តទុកដាក់របស់អ្នកស្រាវជ្រាវត្រូវបានទាក់ទាញដោយលទ្ធភាពនៃការបំពេញ nanotubes ជាមួយសារធាតុផ្សេងៗ ដែលមិនត្រឹមតែមានចំណាប់អារម្មណ៍ផ្នែកវិទ្យាសាស្ត្រប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានសារសំខាន់ផងដែរសម្រាប់បញ្ហាដែលបានអនុវត្តចាប់តាំងពី nanotube ពោរពេញទៅដោយ conducting, semiconducting ។ ឬវត្ថុធាតុ superconducting អាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាបំពង់ណាណូតូចបំផុតដែលគេស្គាល់ទាំងអស់។ ធាតុបច្ចុប្បន្ននៃមីក្រូអេឡិចត្រូនិច។ ចំណាប់អារម្មណ៍ខាងវិទ្យាសាស្ត្រចំពោះបញ្ហានេះត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងលទ្ធភាពនៃការទទួលបានចម្លើយដែលបញ្ជាក់ដោយពិសោធន៍ចំពោះសំណួរ៖ តើបាតុភូត capillary រក្សាបាននូវលក្ខណៈពិសេសអ្វីខ្លះដែលមាននៅក្នុងវត្ថុម៉ាក្រូស្កូប? ជាលើកដំបូង បញ្ហានេះត្រូវបានពិចារណាក្នុងបញ្ហានៃការដកម៉ូលេគុល HP នៅខាងក្នុង nanotubes ក្រោមសកម្មភាពនៃកម្លាំងប៉ូល វាត្រូវបានបង្ហាញថាបាតុភូត capillary ដែលនាំទៅដល់ការអូសទាញវត្ថុរាវដែលសើមផ្ទៃខាងក្នុងនៃបំពង់ចូលទៅក្នុង capillary រក្សាធម្មជាតិរបស់ពួកគេនៅពេលផ្លាស់ប្តូរទៅជាបំពង់ nanometer-diameter ។

បាតុភូត Capillary នៅក្នុងបំពង់ nanotubes កាបូនត្រូវបានអនុវត្តជាលើកដំបូងនៅក្នុងការងារមួយដែលឥទ្ធិពលនៃការដក capillary នៃសំណរលាយចូលទៅក្នុង nanotubes ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ។ នៅក្នុងការពិសោធន៍នេះ ធ្នូអគ្គិសនីដែលមានបំណងសម្រាប់ការសំយោគនៃ nanotubes ត្រូវបានបញ្ឆេះរវាងអេឡិចត្រូតដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 0.8 និងប្រវែង 15 សង់ទីម៉ែត្រ នៅតង់ស្យុង 30 V និងចរន្ត 180-200 A. ស្រទាប់សម្ភារៈ 3-4 សង់ទីម៉ែត្រខ្ពស់ដែលបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃ cathode ដែលជាលទ្ធផលនៃការបំផ្លាញកម្ដៅនៃផ្ទៃ anode ត្រូវបានយកចេញពីអង្គជំនុំជម្រះហើយរក្សាទុករយៈពេល 5 ម៉ោងនៅ T = 850 ° C នៅក្នុងលំហូរនៃកាបូនឌីអុកស៊ីត។ ប្រតិបត្តិការនេះជាលទ្ធផលនៃការដែលសំណាកបានបាត់បង់ប្រហែល 10% នៃម៉ាសបានរួមចំណែកដល់ការបន្សុតនៃសំណាកពីភាគល្អិតនៃ amorphous graphite និងការរកឃើញនៃ nanotubes នៅក្នុង precipitate ។ ផ្នែកកណ្តាលនៃ precipitate ដែលមាន nanotubes ត្រូវបានដាក់នៅក្នុង ethanol និង sonicated ។ ផលិតផលអុកស៊ីតកម្មដែលបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៅក្នុង chloroform ត្រូវបានអនុវត្តទៅកាសែតកាបូនដែលមានរន្ធសម្រាប់សង្កេតជាមួយមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង។ ដូចដែលការសង្កេតបានបង្ហាញបំពង់ដែលមិនត្រូវបានទទួលរងនូវការកែច្នៃមានរចនាសម្ព័ន្ធគ្មានថ្នេរក្បាលនៃរូបរាងត្រឹមត្រូវនិងអង្កត់ផ្ចិតពី 0.8 ទៅ 10 nm ។ ជាលទ្ធផលនៃការកត់សុី ប្រហែល 10% នៃបំពង់ nanotubes បានប្រែទៅជាខូច ហើយស្រទាប់មួយចំនួននៅជិតផ្នែកខាងលើត្រូវបានរហែក។ គំរូមួយដែលមាន nanotubes ដែលមានបំណងសម្រាប់ការសង្កេតត្រូវបានបំពេញដោយខ្វះចន្លោះជាមួយនឹងតំណក់សំណរលាយ ដែលត្រូវបានទទួលដោយការ irradiating ផ្ទៃលោហៈជាមួយនឹងធ្នឹមអេឡិចត្រុងមួយ។ ក្នុងករណីនេះ ដំណក់ទឹកដែលមានទំហំពី 1 ទៅ 15 nm ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅលើផ្ទៃខាងក្រៅនៃ nanotubes ។ បំពង់ nanotubes ត្រូវបាន annealed នៅក្នុងខ្យល់នៅ Т = 400 °С (ខាងលើចំណុចរលាយនៃសំណ) សម្រាប់ 30 នាទី។ ដូចដែលលទ្ធផលនៃការសង្កេតដែលធ្វើឡើងដោយជំនួយពីមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងបង្ហាញ បន្ទាប់ពីការសម្ងួតបំពង់ nanotubes មួយចំនួនបានប្រែទៅជាពោរពេញទៅដោយសម្ភារៈរឹង។ ឥទ្ធិពលស្រដៀងគ្នានៃការបំពេញបំពង់ nanotubes ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅលើការ irradiation នៃក្បាលបំពង់ដែលបានបើកជាលទ្ធផលនៃការ annealing ជាមួយនឹងធ្នឹមអេឡិចត្រុងដ៏មានឥទ្ធិពលមួយ។ ជាមួយនឹងការ irradiation ខ្លាំងគ្រប់គ្រាន់ សម្ភារៈនៅជិតចុងចំហរនៃបំពង់រលាយ និងជ្រាបចូលទៅក្នុងខាងក្នុង។ វត្តមាននៃសំណនៅខាងក្នុងបំពង់ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការបង្វែរកាំរស្មីអ៊ិចនិងអេឡិចត្រុង spectroscopy ។ អង្កត់ផ្ចិតនៃខ្សែនាំមុខស្តើងបំផុតគឺ 1.5 nm ។ យោងតាមលទ្ធផលនៃការសង្កេតចំនួននៃ nanotubes បំពេញមិនលើសពី 1% ។

ការបង្រៀន

ត្រូវការជំនួយក្នុងការរៀនប្រធានបទមួយ?

អ្នកជំនាញរបស់យើងនឹងផ្តល់ប្រឹក្សា ឬផ្តល់សេវាកម្មបង្រៀនលើប្រធានបទដែលអ្នកចាប់អារម្មណ៍។
ដាក់ស្នើកម្មវិធីបង្ហាញពីប្រធានបទឥឡូវនេះ ដើម្បីស្វែងយល់អំពីលទ្ធភាពនៃការទទួលបានការពិគ្រោះយោបល់។