Слайд 1УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ
Преподаватель химии
ГБПОУ КК КПТ
Назырова Екатерина Викторовна
Слайд 2Углеродные каркасные структуры
Новая аллотропная модификация углерода
Слайд 3Углеродные каркасные структуры
Фуллерен С60
Слайд 4Углеродные нанотрубки
В 1991 году были обнаружены длинные, цилиндрические углеродные образования,
получившие названия нанотрубок.
Слайд 5Углеродные нанотрубки
Продолговатые цилиндрические структуры диаметром от 1 до неск.
десятков нм и длиной неск. см, состоящие из одной или
неск. свернутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей и заканчивающиеся обычно полусферической головкой, которая рассматривается как половина молекулы фуллерена.
Слайд 6Структура нанотрубок
Идеальная нанотрубка представляет собой свернутую в цилиндр графитовую плоскость.
Результат зависит от угла ориентации графитовой плоскости относительно оси нанотрубки.
Угол ориентации задает хиральность нанотрубки, которая определяет ее электрические характеристики.
Слайд 7Хиральность
Обозначается набором символов (m, n), указывающих координаты шестиугольника, который в
результате сворачивания плоскости должен совпадать с шестиугольником, находящимся в начале
координат.
Слайд 8 Индексы хиральности однослойной нанотрубки (m, n) определяют ее диаметр D:
где
d0= 0,142 нм — расстояние между соседними атомами углерода в графитовой плоскости.
Слайд 10Многостенные нанотрубки
(а)
(б) (в)
Модели поперечных структур многослойных нанотрубок:
(а) - «русская матрешка»; (б) – шестигранная призма;
(в) – свиток.
Слайд 11Многостенные нанотрубки
Расстояния между соседними графитовыми слоями, близкое к
величине 0,34 нм.
Слайд 12Многостенные нанотрубки
Расстояния между слоями могут меняться от стандартной величины 0,34
нм до удвоенного значения 0,68 нм.
Это
указывает на наличие
дефектов в нанотрубках,
когда один из слоев частично
отсутствует.
Слайд 13Механические свойства УНТ
Прочный материал, как на растяжение, так и на
изгиб.
Под действием механических напряжений, превышающих критические, нанотрубки не "рвутся" и
не "ломаются", а просто перестраиваются!
Слайд 14Механические свойства
Исследователи из Rice University под руководством Бориса Якобсона установили,
что углеродные нанотрубки ведут себя как «умные самовосстанавливающиеся структуры» (исследование
было опубликовано 16 февраля 2007 года в журнале Physical Review Letters).
Слайд 15Электрические свойства
Нанотрубки
проводники
полупроводники
Слайд 16Электрические свойства
Высокая электропроводность.
Могут пропускать миллиард ампер на кв. см
Слайд 17Электронные свойства
Высокая теплопроводность.
Почти вдвое превышает теплопроводность алмаза.
Химически стабильны.
Слайд 18Методы получения
лазерным испарением,
углеродной дугой
химическим осаждением паров.
Слайд 19 Экспериментальная установка для синтеза углеродных нанотрубок лазерным испарением
Слайд 20
Синтез углеродных нанотрубок углеродной дугой
Слайд 21
Метод химического осаждения из паровой фазы
Слайд 22Последние «углеродные» достижения
Апрель 2001 г., в работе «Engineering Carbon Nanotubes
and Nanotube Circuits Using Electrical Breakdown», сообщается, что исследователи компании
IBM впервые построили транзистор на основе углеродных нанотрубок, имеющих диаметр в 1 нанометр, и длиной порядка единиц микрон.
Слайд 23Применение нанотрубок
1. Являются частью физического прибора - это "насаживание" ее
на острие сканирующего туннельного или атомного силового микроскопа.
Слайд 24Применение нанотрубок
2. Созданы опытные образцы полевых транзисторов на основе одной
нанотрубки
Слайд 25Применение нанотрубок
3. Создание полупроводниковых гетероструктур, т.е. структур типа металл/полупроводник или
стык двух разных полупроводников.
Слайд 26Применение нанотрубок
4. Нанотрубки можно использовать как микроскопические контейнеры для перевозки
химически или биологически активных веществ.
Слайд 27Источники информации
1) News@nature.com (http://www.nature.com)
2) PhysOrg.com (http://www.physorg.com)
3) The University
of Manchester (http://www.manchester.ac.uk/)
4) Онлайн-версия печатного издания Science (http://www.sciencemag.org)
5)
Technology Review (http://www.technologyreview.com)
6) Nanotechnology Now (http://www.nanotech-now.com/)
7) Nanotechnology World (http://www.nanotechnologyworld.co.uk)
8) Nanotechweb.org (http://nanotechweb.org/)
9) BBC News (http://news.bbc.co.uk)
10) University of Rochester (http://www.rochester.edu)
11) IBM Research (http://www.research.ibm.com)
Слайд 28Источники информации
http://www.nanonewsnet.ru/files/u4/3tubes.jpg
http://www.dailytechinfo.org/uploads/images14/20150306_3_1.jpg
http://www.portalnano.ru/images/654.gif
http://vestnikcivitas.ru/ffs/publication_2/1_n.jpg
http://www.sbras.nsc.ru/press/sites/default/files/imagecache/small200/images/3/01/23/2012%20-%2013:45/grafene1.jpg
http://referat.znate.ru/pars_docs/tw_refs/63/62793/62793_html_m1f8a66cf.png
http://refdb.ru/images/700/1399198/m40ac844f.gif
http://www.ixbt.com/editorial/carbon/image002.JPG
http://nanofuture.net/wp-content/uploads/2013/08/03c73b8b8ff3de2edca07d0f54890a45.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/53/Types_of_Carbon_Nanotubes.png/640px-Types_of_Carbon_Nanotubes.png
Слайд 29Источники информации
http://kbogdanov5.narod.ru/nanotube-strength.files/image002.jpg
http://cheburek.net/wp-content/uploads/2009/04/nano.jpg
http://www.ru-tech.ru/images/thumbs/id116_w200.gif
http://radiomaster.ru/assets/image/userfiles/13/818/1_0x400_c3a.jpg
http://ru.convdocs.org/pars_docs/refs/20/19674/19674_html_mb3a26bb.jpg
http://nanotube.ru/sites/default/files/pictures/13.JPG
http://www.nanonewsnet.ru/files/users/u1412/setup_4.jpg
http://labs.vt.tpu.ru/nano/elect_devices.files/image009.jpg
http://works.doklad.ru/images/29uKkWU9yTg/711d0888.jpg
http://works.doklad.ru/images/OpsEv7e9joA/m45561c70.jpg
http://labs.vt.tpu.ru/nano/elect_devices.files/image004.jpg
http://globalscience.ru/pictures/413_1254682264.jpg