поиск |
Новости химической науки > Шаблон для правильного диаметра нанотрубок30.5.2013 ![]() ![]() Благодаря новому подходу, возможно, удастся избавиться еще от одного фактора, являющегося препятствием к применению нанотрубок в электронике – нанокольца-шаблоны теперь могут применяться для получения углеродных нанотрубок с заданным диаметром.
Группа японских исследователей под руководством Кеничиро Итами (Kenichiro Itami) из Университета Нагойи смогла контролировать синтез углеродных нанотрубок, используя циклопарафенилен [cycloparaphenylene (CPP)] или шаблон из «углеродных наноколец» [1]. При этом нанокольцо определенного размера может задать диаметр синтезируемой нанотрубки.
Углеродсодержащие фрагменты из горячего потока этанола добавляются к циклопарафениленовому кольцу, что приводит к росту нанотрубок. (Рисунок из Nat Chem, 2013, DOI: 10.1038/nchem.1655)
Несмотря на то, что история открытия и исследования свойств одностенных углеродных нанотрубок насчитывает уже более двух десятилетий, до сих пор в процессе синтеза этих объектов получается полидисперсная смесь нанотрубок, разные компоненты которой проявляют различные электрические свойства – металлические или полупроводниковые. Особенно высокой полидисперсностью отличаются углеродные нанотрубки, которые получают с помощью обычного коммерчески доступного подхода – химического осаждения паров [chemical vapour deposition (CVD)], который заключается в нагревании паров этанола или метана при температуре выше 1000°C. C помощью химического осаждения паров удеается получить лишь смесь, в которой нанотрубки различаются диаметром, количеством стен и хиральностью, что не позволяет использовать продукты такой реакции для высокоточных электронных приложений.
В последние годы исследователи нащупали способы влияния на состав и свойства углеродных нанотрубок, выращивая их с помощью шаблонов. В 2009 году исследователям из Китая удалось найти способ удлинения коротких нанотрубок с одновременным контролем их хиральности [2]. Исследователи помещали трубку на поверхность кварца, обрабатывали ее метаном, нагретым до 900°C и наблюдали ее рост с другого, незакрепленного конца.
Исследователи из группы Итами предположили, что в качестве шаблона можно использовать циклопарафенилены. Синтезировав ряд циклопарафениленов и родственных им молекул, химики нанесли наномолярные количества двух образцов циклопарафенилена на небольшие фрагменты сапфира. Затем на этих шаблонах они выращивали нанотрубки с помощью обработкой парами этанола при высокой температуре в условиях, сходных с условиями химического осаждения паров. Итами подчеркивает, что несмотря на то, что нагревание до 500°C не является обычным для химиков-органиков и органических соединений, было показано, что использование меньших температур не приводит к эффективному получению нанотрубок.
Химики из Нагойи использовали циклопарафениленовые шаблоны, содержащие девять и двенадцать связанных бензольных колец; диаметр таких наноколец составлял 1,2 и 1,7 нанометров соответственно. В обоих случаях основными продуктами реакции были однородные одностенные углеродные нанотрубки, диаметр которых был слегка больше диаметра шаблонов. С помощью спектроскопии комбинационного рассеивания в реакционной смеси было также зафиксировано наличие многостенных углеродных нанотрубок, однако из-за их небольшого количества исследователям даже не удалось определить их точных выход.
Итами заявляет, что исследователи из его группы сделали только первый шаг – для коммерческого производства углеродных нанотрубок с помощью нового способа еще потребуются дополнительные годы работы, однако, в идеале, по его словам, метод использования шаблонов сможет революционизировать получение этих важных материалов.
Источники: [1] Nat Chem, 2013, DOI: 10.1038/nchem.1655; [2] Nano Lett., 2009, 9, 1673 (DOI: 10.1021/nl900207v) метки статьи: #нанотехнологии, #неорганическая химия, #новые материалы, #органическая химия, #органический синтез Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru Комментарии к статье:
Вы читаете текст статьи "Шаблон для правильного диаметра нанотрубок" Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru |
Читайте также:
Все новости
23.3.2023 Эта новая молекула обязана своей хиральностью только кислороду. 25.12.2016 Вещества, которые нас порадовали в уходящем году 13.12.2016 Морская вода позволит освободиться от «литиевой иглы» 5.12.2016 Платина с отрицательным зарядом 29.11.2016 В «плоский мир» въехала молекула – колесо со спицами 21.11.2016 Носки превращаются в гибкие хемосенсоры Подписка на новости
Новости компаний
03.04.23
|
Химпром, ПАО
Все новости
Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Новый подход «Химпрома» к чистому воздуху и воде в Чувашии 13.12.22 | Химпром, ПАО «Химпром» присоединился к проекту «Жить и работать в Чувашии» 06.12.22 | Химпром, ПАО «Химпром» взял лидерство в реализации профориентационного проекта УПК 21 Подписка на новости
|