150 likes | 250 Views
Szén nanocsövek. Sávoly Zoltán Eötvös Collegium. A szén jelenléte. A szén megjelenése atomi szinten. Egy új struktúra. 1991-ben Sumio Iijima elektronmikrosz-kóppal koromrészecskéket vizsgált Tsukuában, Japánban a NEC Fundamental Research Laboratoryban.
E N D
Szén nanocsövek Sávoly Zoltán Eötvös Collegium
Egy új struktúra • 1991-ben Sumio Iijima elektronmikrosz-kóppal koromrészecskéket vizsgált Tsukuában, Japánban a NEC Fundamental Research Laboratoryban. • Hosszúszálú alakzatokat észlelt a szénrészecskék között. • Ezek az új anyagok a szén nanocsövek. • Két alapvető fajtájuk van, egyfalú (SWCT), illetve többfalú (MWCT).
Szerkezet • Hosszuk kb. 1-100 μm, de sikerült már 1-2 cm hosszúságút is előállítani. • Átmérőjük kb. 1-1,5 nm, ez ötvenezerszer vékonyabb egy hajszálnál. • Az egyfalúakat egy feltekert grafénsíkként lehet elképzelni. • A többfalúak több, különböző átmérőjű egymásba csúsztatott egyfalúként képzelhetőek el.
Egyfalúak karosszék (armchair) cikk-cakk (zig-zag) királis (chiral)
6 3 Ch = n·a1+m·a2 ; pl. (n,m)=(6,3)
Fizikai tulajdonságok • Fekete színű szemcsés anyagok. • Pásztázó szondás mikroszkópiával a nanocsövek láthatóvá tehetők, sőt módosíhatóak is. • Young-modulusuk minden eddig ismert anyagénál nagyobb, hatalmas szakítószilárdsággal rendelkeznek. Akár 180 fokkal is el lehet őket hajlítani, anélkül hogy eltörnének.
Az elektromos tulajdonságok durván megváltoztathatók alig észrevehető szerkezeti változások árán. • A karosszék alakúak fémes vezetők és a többiek közül azok, melyekre n és m osztható hárommal. A többi félvezető tulajdonságú. • A kiralitást egy beépített hiba segítségével megváltoztatva elérhető a vezetőképesség megváltozása.
Előállítás • Szintetizálhatók elektromos ívkisülésben: grafitelektródok, inert atmoszféra, nagy hőmérséklet kell a szén elpárologtatásához, és a grafitos struktúra kialakításához. Maga a szintézis vízhűtéses reaktorban megy végbe. • Lézeres elpárologtatás. • Szénhidrogének katalitikus bomlása (SWNT is előállítható így). • Egyéb módszerek: Különböző halmazállapotú és minőségű anyagokban történő szintézis (pl. gél, zeolit, repülőgép-üzemanyag.
Alkalmazások • Az utóbbi időben kémiai módosítások ezreit hajtják végre rajtuk. • Különleges tulajdonságaik miatt felhasz-nálásuk széles körű: • Nanométeres pontossággal történő mozgatás. • Fényforrások, síkképernyő. • Gázok tárolása. • Űrlift???