Anglies nanovamzdeliai. Anglies nanovamzdeliai: gamyba, taikymas, savybės. Valymas iš katalizatorių

ĮVADAS. \\ T

Dar 15-20 metų daugelis net nesikalbėjo apie galimą silicio pakeitimą. Nedaug galėjo manyti, kad jau dvidešimt pirmojo amžiaus pradžioje, realus "nanometer lenktynės" prasidės tarp puslaidininkių įmonių. Laipsniškas suartėjimas su nanomiras leidžia manote, ir kas nutiks toliau? Ar tęsiamas žinomas Muros įstatymas? Galų gale, pereinant prie subtilesnių gamybos normų, daugiau ir sudėtingesnių užduočių atsiranda prieš kūrėjams. Daugelis ekspertų paprastai yra linkę tikėti, kad dešimt ar kitų metų silicis ateis arti fiziškai neįveikiamos sienos, kai bus neįmanoma sukurti subtilesnių silicio struktūrų.

Sprendžiant pagal naujausius tyrimus, vieną iš labiausiai tikėtinų (bet toli nuo vienintelio) kandidatų į "silicio pakaitalų" poziciją yra anglies medžiaga - anglies nanovamzdeliai ir grafenas, kuri, tikriausiai, gali tapti ateities pagrindu nanoelektronika. Mes norėjome apie juos kalbėti apie juos šiame straipsnyje. Atvirkščiai, tai bus daugiau apie nanovamzdų, nes jie buvo gauti anksčiau ir geriau ištirti. Pokyčiai, susiję su grafenu, vis dar yra daug mažiau, tačiau jis nesumažina jo orumo. Dalis mokslininkų mano, kad grafenas yra perspektyvios medžiagos nei anglies nanovamzdeliai, todėl mes taip pat pasakysime keletą žodžių apie tai. Be to, kai kurie mokslininkai, kurie įvyko gana neseniai, pasiekimai suteikia šiek tiek optimizmo.

Iš tiesų, apimantis visus pasiekimus šiose aktyviai besivystančiose srityse per vieną straipsnį yra labai sunku, todėl mes tik gyvensime tik dėl pagrindinių įvykių praėjusių mėnesių. Straipsnio tikslas - trumpai supažindinti skaitytojus su įdomiausiais ir įdomiausiais naujausiais pasiekimais "anglies" nanoelektronikos ir perspektyvios jos naudojimo srityse. Tiems, kurie yra suinteresuoti, rasti daug išsamesnės informacijos apie šią temą neturėtų būti sunku (ypač su žiniomis apie anglų kalbą).

Anglies nanovamzdeliai

Po kito (grafito, deimantų ir karabino), yra dar vienas (pilnuliai, deimantų ir karbino) keletą metų (pilnuliai), už keletą vėlesnių metų ataskaitas apie atidarymo ir tyrimo įvairių struktūrų, remiantis anglies su įdomiomis savybėmis, pvz., nanovamzdeliai, nanoldai, ultrafine medžiagos ir kt.

Visų pirma, mes esame suinteresuoti anglies nanovamzdais - tuščiavidurių cilindrinių konstrukcijų su užsakymo skersmuo iš vienetų iki dešimčių nanometrų (tradicinių nanovubų ilgis apskaičiuojamas mikronais, nors laboratorijos jau gauna milimetrų ilgio ilgį ir net centimetrai). Šios nanostruktūros gali būti atstovaujamos taip: tiesiog pasiimkite grafito plokštumos juostelę ir pasukite jį į cilindrą. Žinoma, tai yra tik vaizdinis veikimas. Tiesą sakant, tiesiogiai gauti grafito plokštumą ir pasukti jį "į vamzdį" neįmanoma. Anglies nanovamzdų gavimo būdai yra gana sudėtinga ir tūrinė techninė problema, ir jų atlygis yra už šio straipsnio taikymo srities.

Anglies nanovubai pasižymi įvairiomis formomis. Pavyzdžiui, jie gali būti vieno sluoksnio arba kelių kvapiųjų (vieno sluoksnio ar daugiasluoksnės), tiesios arba spiralės, ilgos ir trumpos ir tt, kas yra svarbi, nanovamzdeliai pasirodė esąs neįprastai patvarus tempimui ir lenkimui. Pagal didelius mechaninius įtempius, nanovubai nesulaužo, jie nėra pažeisti, bet tiesiog atkuriant jų struktūrą. Beje, nes tai buvo apie nanovamzdų stiprumą, įdomu pažymėti vieną iš neseniai atliktų šio turto pobūdžio tyrimų.

Ryžių universiteto (ryžių universiteto) mokslininkai pagal Boriso Jacobson vadovavimą nustatė, kad anglies nanotubai elgiasi kaip "protingi savarankiški struktūros" (tyrimas buvo paskelbtas 2007 m. Vasario 16 d. Žurnalo fizinės peržiūros laiškuose). Taigi, su kritiniu mechaniniu poveikiu ir deformacijomis, atsiradusiais dėl temperatūros pokyčių ar radioaktyviųjų spinduliuotės, nanovamzdeliai gali "pataisyti" save. Pasirodo, kad be 6-anglies ląstelių nanotubuose taip pat yra penkių ir pusiau latomųjų grupių. Šios 5/7 atominės ląstelės turi neįprastą elgesį, cikliškai juda išilgai anglies nanotube paviršiaus, pvz., Steamboats jūra. Jei žala atsiranda defekto vietoje, šios ląstelės dalyvauja "žaizdų gijimo", perskirstymo energijos.

Be to, nanovamzdeliai demonstruoja daug netikėtų elektros, magnetinių, optinių savybių, kurios jau tapo daugelio studijų objektais. Anglies nanovamzdų bruožas yra jų elektros laidumas, kuris pasirodė esąs didesnis nei visi žinomi laidininkai. Jie taip pat turi puikų šilumos laidumą, chemiškai stabilią ir įdomiausią, gali įsigyti puslaidininkių savybių. Pagal elektronines savybes, anglies nanovamzdeliai gali elgtis kaip metalai, arba puslaidininkiai, kuriuos lemia anglies poligonų orientacija, palyginti su vamzdžio ašimi.

Nanovubai yra linkę klijuoti kartu su viena su kita, formuojant rinkinius, susidedančius iš metalo ir puslaidininkių nanovamzdelių. Iki šiol sudėtinga užduotis yra tik puslaidininkių nanovamzdelių ar puslaidininkių nuo metalo atskyrimo (atskyrimo) sintezė. Su naujausiais būdais išspręsti šią problemą, mes daugiau sužinosime.

Grafen.

Grafenas, palyginti su anglies nanovamzdomis, buvo gauta daug vėliau. Gali būti, kad tai paaiškinama tuo, kad mes girdime apie grafeną naujienose iki šiol daug mažiau nei anglies nanovamzdų, nes tai yra silpnesnė tiriama. Tačiau tai nepažeidžia jo nuopelnų. Beje, prieš porą savaičių Grafenas buvo dėmesio centre mokslo sluoksniuose, dėka naujos mokslininkų plėtros. Bet tai yra šiek tiek vėliau, ir dabar maža istorija.

2004 m. Spalio mėn. BBC naujienų informacijos šaltinis pranešė, kad profesorius Andre žaidimas (Andre Geim) su savo kolegomis iš Mančesterio universiteto (Jungtinė Karalystė) kartu su gydytojo Novoselovo (Chernogolovka, Rusija) grupė, sugebėjo gauti medžiagos storio vienos anglies atomo. Skambinama grafenas, tai yra dviejų dimensijų plokščioji anglies molekulė su vieno atomo storais. Pirmą kartą pasaulyje buvo įmanoma atskirti atominį sluoksnį nuo grafito kristalo.

Tuo pačiu metu žaidimas ir jo komanda buvo pasiūlyta vadinamuoju balistinio tranzistoriu, pagrįstu grafiku. "Grafen" leis jums sukurti tranzistorius ir kitus puslaidininkinius įtaisus su labai mažais matmenimis (apie kelis nanometrus). Transistoro kanalo ilgio mažinimas sukelia jo savybių pokyčius. NANOMYR stiprina kvantinio poveikio vaidmenį. Elektronai pereina per kanalą kaip bangą de froil, ir tai sumažina susidūrimų skaičių ir atitinkamai padidina tranzistoriaus energijos vartojimo efektyvumą.

Grafen gali būti atstovaujama kaip "dislokuota" anglies nanotube. Padidėjęs elektronų mobilumas verčia jį į perspektyviausių nanoelektronikos medžiagų kategoriją. Kadangi nuo grafeno gavimo nebuvo praėjo ir trejus metus, jo savybės dar nebuvo labai gerai išnagrinėti. Tačiau pirmieji jau turi būti atlikti eksperimentų rezultatai.

Paskutiniai "anglies" pasiekimai

Kadangi mes pirmą kartą susipažinome su anglies nanovamzdais (chronologiškai, jie buvo gauti pirmiausia), tada šiame straipsnio dalyje taip pat prasidės su jais. Tikriausiai jums gali turėti šio turinio klausimą: jei anglies nanovamzdeliai yra tokie geri ir perspektyvūs, todėl, kodėl jie vis dar neįgyvendino masinės gamybos?

Viena iš pagrindinių problemų jau paminėta straipsnio pradžioje. Modelio sintezavimo metodas, sudarytas tik iš nanovuolių su tam tikromis savybėmis, formomis ir matmenimis, kurie gali būti įgyvendinami masinės gamyboje. Didesnis dėmesys skiriamas "mišrios" masyvo rūšiavimui, kurį sudaro nanovamzdeliai su puslaidininkių ir metalo savybėmis (ne mažiau svarbu yra ilgio ir skersmens rūšiavimas). Tikslinga prisiminti vieną iš pirmųjų pokyčių šioje srityje, kuri priklauso IBM, po kurio mes einame į naujausius pasiekimus.

Darbe, 2001 m. Balandžio mėn. "Inžineriniai anglies nanovamzdeliai ir nanotube grandinės naudojant elektrinį suskirstymą", pranešama, kad IBM įmonės mokslininkai pirmą kartą pastatė tranzistorių, remiantis anglies nanotubais, kurių skersmuo yra 1 nanometras, ir jo tvarkos trukmė mikronų vienetai. Dėmesio buvo sutelktas į tai, kad jie sugebėjo rasti būdą, kaip padaryti tokią produkciją perspektyvoje.

Mokslininkai iš IBM sukūrė metodą, leidžiantį jiems sunaikinti visus metalinius nanovamzdelius ir tuo pačiu metu palikti nepažeistą puslaidininkį. Pirmajame etape nanovamzdų masyvas dedamas ant silicio dioksido substrato. Be to, elektrodai susidaro ant nanovuolių. Silicio substratas atlieka apatinio elektrodo vaidmenį ir prisideda prie puslaidininkių nanovuolių užrakinimo. Toliau pateikiamas kitas įtampa. Dėl to sunaikinami "neapsaugoti" nanovamzdeliai su metalinėmis savybėmis, o puslaidininkis išlieka sveikasis skaičius ir nepažeistas.

Bet tai tik tik žodžiais, ir iš tikrųjų pats procesas atrodo daug sunkiau. Buvo pranešta apie planus atnešti proto plėtrą po 3-4 metų (I.E. Iki 2004/2005), tačiau, kaip matome, ataskaitos apie šios technologijos įgyvendinimą dar nebuvo gauta.

Dabar mes kreipiamės į mūsų laiką, būtent - praėjusių metų rudens pabaigoje. Tada technologijų peržiūros svetainė pranešė apie naują metodų rūšiavimo anglies nanovamzdų, kurie išsivystė mokslininkai Šiaurės Vakarų universiteto (Šiaurės Vakarų universitetas). Be atskyrimo pagal laidžių savybių, šis metodas taip pat leidžia jums rūšiuoti nanovamzdų pagal jų skersmens.

Smalsu, kad jis iš pradžių buvo nustatytas tik skersmens rūšiavimui, o gebėjimas rūšiuoti ir elektriniam laidumui pasirodė esąs nustebinti pačių tyrėjams. Monrealio universiteto chemijos profesorius (Monrealis, Kanada) Richard Martel (Richard Martel) pažymėjo, kad naujas rūšiavimo metodas gali būti vadinamas dideliu laimėjimu šioje srityje.

Naujas rūšiavimo metodas buvo pagrįstas ultracentrifugation (ultracentrifugation), kuri numato, kad medžiaga su dideliu greičiu sukimosi iki 64 tūkst. Revoliucijų per minutę. Prieš tai, paviršinio aktyvumo medžiaga yra taikoma nanovamzdelių masyvui, kuris po ultracentrifugavimo yra platinamas nevienodai pagal nanotubų skersmenį ir elektros laidumą. Vienas iš tų, kurie glaudžiai susipažino su nauju Floridos universiteto profesoriumi, Andrew Rinzler profesoriumi pranešė, kad siūlomas rūšiavimo metodas gaus masyvą su puslaidininkių vamzdžių koncentracija 99% ir didesnė.

Naujoji technologija jau dalyvavo eksperimentiniais tikslais. Su rūšiuojamų puslaidininkių nanovamzdų pagalba, tranzistoriai buvo sukurti palyginti paprasta struktūra, kuri gali būti naudojama kontroliuoti pikselius monitorių ir televizijos plokštės.

Beje, skirtingai nei IBM metodas, kai metalo nanovamzdai buvo tiesiog sunaikinti, šiaurės vakarų universiteto mokslininkai su ultracentrifugation taip pat gali gauti metalinius nanovamzdus, \u200b\u200bkurie taip pat gali būti naudojami elektroniniame įrenginyje. Pavyzdžiui, jie gali būti naudojami kaip skaidrūs elektrodai kai kuriuose ekranuose ir ekologiškų saulės elementų tipų.

Mes neprisidėsime į kitas problemas, kurios užkerta kelią nanovamzdų įvedimui, pvz., Integracijos į serijinius elektroninius prietaisus, taip pat didelį energijos nuostolį į metalo junginio su nanovamzdais, dėl didelio kontaktinio atsparumo. Labiausiai tikėtina, kad šių rimtų temų atskleidimas atrodys šiek tiek įdomus ir pernelyg sudėtingas įprastam skaitytojui, be to, jis gali užtrukti keletą puslapių.

Kalbant apie grafeną, atsižvelgdami į pasiekimus šioje srityje, galbūt pradėkime nuo praėjusių metų pavasarį. 2006 m. Balandžio mėn. Mokslo leidinys išreiškė esminį grafeno savybių, kurias atliko Gruzijos technologijos instituto (GIT), JAV ir Nacionalinis Prancūzijos mokslinių tyrimų centras (Centras National de la rehertifique) ).

Pirmasis svarbus darbo bruožas: grafeninės elektroninės grandinės gali būti pagamintos tradicinės įrangos, kuri yra naudojama puslaidininkių pramonėje. GIT instituto profesorius Walt de hir (Walt de Heer) pradėjo tyrimo sėkmę: "Mes parodėme, kad galime sukurti grafeno medžiagą," supjaustyti "grafeno struktūras, taip pat tai, kad grafenas turi puikias elektrines savybes. Ši medžiaga pasižymi dideliu elektronų mobilumu. "

Daugelis mokslininkų ir pačių mokslininkų teigia, kad jie nustatė grafeno elektronikos pagrindą (bazę). Pažymima, kad anglies nanovamzdeliai yra tik pirmas žingsnis link nanoelektronikos pasaulio. Ateities elektronikoje Walt de hir ir jo kolegos mato tiksliai grafeną. Pažymėtina, kad moksliniai tyrimai palaiko "Intel", ir ji nesiima pinigų į vėją.

Dabar trumpai aprašykite Walt de namus ir jo kolegų siūlomų grafeno ir grafeno lustų gavimo metodą. Šildymas silicio karbido substratas aukštoje vakuume, mokslininkai verčia silicio atomus palikti substratą, dėl kurio tik plonas sluoksnis anglies atomų (grafenas) lieka. Kitame etape jie taiko fotoreseivią medžiagą (fotorezistą) ir taiko tradicinį elektronų spindulių litografiją, kad būtų ištvirtintos reikalingos "modelius", tai yra naudojamos pramoninės technologijos. Tai yra reikšmingas grafeno pranašumas priešais nanotubus.

Kaip rezultatas, mokslininkai pavyko etch 80 nm nanostruktūrą. Tokiu būdu buvo sukurtas grafeno lauko tranzistorius. Sunkus trūkumas gali būti vadinamas didelėmis sukurto įrenginio nuotėkio srovėmis, nors mokslininkai visai gyveno. Jie tikėjo, kad pradiniame etape tai yra visiškai normalus fenomenas. Be to, buvo sukurtas gerai apdorotas kvantinės trukdžių įrenginys, kuris gali būti naudojamas elektronų bangoms kontroliuoti.

Nuo praėjusių metų pavasarį nebuvo aukšto lygio pasiekimų kaip balandžio mėn. Bent jau jie nepasirodė interneto svetainių puslapiuose. Tačiau šių metų vasario mėn. Pažymėtina keliais įvykiais ir vėl pagalvojote apie "grafeno perspektyvas".

Pasibaigus praėjusio mėnesio pradžioje AMO pristatė savo plėtrą (AMO Nanoelektronikos grupė) kaip ALEGRA projekto dalis. Inžinieriai AMO sugebėjo sukurti grafeno tranzistorių su viršutiniu vartu ("Top-dated Transistor"), todėl jų struktūra panaši su šiuolaikiniais silicio lauko tranzistoriais (MOSFET). Įdomu, grafeno tranzistorius buvo sukurtas naudojant tradicinę gamybos CMOS technologiją.

Skirtingai nuo lauko MOP tranzistoriai (MOP - metalo oksido-puslaidininkių), AMO inžinierių sukurtus grafeno tranzistorius pasižymi didesniu elektronų mobilumu ir perjungimo greičiu. Deja, šiuo metu plėtros detalės nėra atskleistos. Pirmosios detalės bus paskelbtos šių metų balandžio mėn. "IEEE Electron Device Letters" žurnale.

Dabar mes kreipiamės į kitą "šviežią" vystymąsi - grafeno tranzistorius, veikiantis kaip vieno elektrono puslaidininkio įtaisas. Įdomu tai, kad šio įrenginio kūrėjai mums jau žinomi profesoriaus žaidimas, Rusijos mokslininkas Konstantinas Novoselovas ir kt.

Šis tranzistorius turi sritis, kuriose elektros krūvis tampa kvapus. Tuo pačiu metu stebimas coulomb blokados poveikis (yra įtampa, kuri neleidžia šių dalelių judėjimui, kai elektronų perėjimai ateina su kolegomis elementais. Šis reiškinys buvo vadinamas Coulomb blokadu. Dėl blokados, Kitas elektronas bus perduotas tik tada, kai ankstesnis bus pašalintas iš perėjimo. Taigi dalelės galės "šuolis" tik po tam tikrų intervalų). Kaip rezultatas, tik vienas elektronas gali praeiti per tranzistorių kanalą, kuris turi tik nanometrų plotį. Tai reiškia, kad gebėjimas valdyti puslaidininkių įtaisus tik vienu elektronu.

Gebėjimas kontroliuoti atskirai imtasi elektronų atveria naujas funkcijas prieš elektroninių grandinių kūrėjams. Dėl to užrakto įtampa gali būti žymiai sumažinta. Įrenginiai, pagrįsti vieno elektronų grafeno tranzistoriais, bus skiriasi didelio jautrumo ir puikių greitųjų rodiklių. Žinoma, sumažės matmenys. Kas yra svarbu, rimta problema yra įveikti, būdinga grafeno tranzistoriaus prototipui "De Hira" yra didelės nuotėkio srovės.

Norėčiau pažymėti, kad vienas elektroniniai prietaisai jau buvo sukurti naudojant tradicinį silicio. Tačiau problema yra ta, kad dauguma jų gali dirbti tik labai žemoje temperatūroje (nors yra jau mėginiai, dirbantys ir kambario temperatūroje, tačiau jie yra daug didesni nei grafeno tranzistoriai). Žaidimo ir jo kolegų smegenų gali saugiai dirbti kambario temperatūroje.

Anglies nanomedžiagų naudojimo perspektyvos

Labiausiai tikėtina, kad ši straipsnio dalis bus įdomiausi skaitytojai. Galų gale, teorija yra viena, tačiau mokslo pasiekimų įgyvendinimo variantas realiuose naudinguose įrenginiuose, net jei prototipai turi būti suinteresuoti vartotojui. Apskritai, galimas anglies nanovuolių ir grafeno taikymo sritis yra gana įvairi, bet mes visų pirma domina elektronikos pasaulis. Nedelsiant, norėčiau atkreipti dėmesį į tai, kad grafenas yra labiau "jauna" anglies medžiaga ir vis dar tik tyrimo kelio pradžioje, todėl šiame straipsnio dalyje daugiausia dėmesio bus skiriama prietaisams ir technologijoms, pagrįstoms anglies nanovamzdeliuose.

Rodo

Anglies nanovamzdų naudojimas ekranuose yra glaudžiai susijęs su Fed technologija, kurią sukūrė Prancūzijos bendrovė "Lete" ir pirmą kartą pateikė 1991 m. Skirtingai nuo ELT, kuris naudoja iki trijų vadinamųjų "karšto" katodų, matrica iš daugybės "šalto" katodų iš pradžių buvo naudojamas Fed ekranuose. Kaip paaiškėjo, per didelis procentas santuokos padarė Fed rodo nekonkurencingą. Be to, 1997-1998 m. Buvo tendencija žymiai sumažinti skystųjų kristalų plokštes, kurios, kaip atrodė, nepaliko jokių šuolių šansų.

Praėjusio šimtmečio pabaigoje buvo "antrasis kvėpavimas", kai pasirodė pirmieji Fed ekranų tyrimai, kuriuose atsirado anglies nanovamzdų masyvai kaip katodai. Daugelis pagrindinių gamintojų parodė susidomėjimą ekranais, pagrįstu anglies nanovamzdais, tarp kurių yra gerai žinoma kiekvienam "Samsung", "Motorola", "Fujitsu", "Canon", "Toshiba", "Philips", "LG", "Hitachi", "Pioneer" ir kt. Ant iliustracijos matote vieną iš Fed ekranų dėl anglies nanovuolių SDNT (mažo skersmens anglies nanovamzdelių, anglies nanovamzdų mažo skersmens.

Pažymima, kad "Fed" ekranai ant anglies nanovamzdų gali konkuruoti su šiuolaikinėmis plokštėmis su dideliu įstrižainėmis ir ateityje bus rimta konkurencija pirmiausia plazmos plokštėmis (dabar jie yra dominuojantys sektoriuje su itin aukštais įstrižiniais įstrižainėmis). Svarbiausia yra tai, kad anglies nanovamzdeliai žymiai sumažins Fed ekranų gamybą.

Iš naujausių naujienų apie NanoBe fed-ekranų pasaulį, verta prisiminti neseniai pranešimą "Motorola", kad jos plėtra yra beveik pasirengusi palikti mokslinių tyrimų laboratorijų sienos ir eiti į masinės gamybos etapą. Įdomu tai, kad "Motorola" neplanuoja statyti savo augalų nanotube ekranams ir šiuo metu veda licencijuotas derybas su keliais gamintojais. Mokslinių tyrimų ir patyrusių "Motorola James Joksi" padalinių vadovas pažymėjo, kad dvi Azijos įmonės jau yra statyti augalus ekranų gamybai, pagrįstais anglies nanovamzdais. Taigi nanotube ekranai nėra tokia tolima ateitis, ir jie yra laiko suvokti rimtai.

Vienas iš sudėtingų užduočių, atsiradusių priešais "Motorola" inžinierius, buvo sukurti žemos temperatūros metodą, skirtą anglies nanovamzdų gamybai ant pagrindo (taip, kad nesilytumėte stiklo substrato). Ir ši technologinė kliūtis jau įveikta. Taip pat pranešama apie sėkmingą nanotubų rūšiavimo metodų kūrimo užbaigimą, kuris daugeliui įmonių, veikiančių šioje pramonėje, tapo "nenugalima kliūtimi".

Diplearch Steve Yurichich (Steve Jurichich) direktorius mano, kad "Motorola" per anksti džiaugiasi, yra per anksti. Galų gale, vis dar yra užkariauti rinkoje, kur gamintojai skystų kristalų ir plazminių plokščių jau užima vietą "po saule". Nepamirškite apie kitas perspektyvias technologijas, pvz., OLED (ekologiškų šviesos diodų ekranuose), "QD-LED" ("Quantum-Dot LED", ekranų tipo šviesos diodai naudojant vadinamuosius kvantinius taškus, kuriuos sukūrė Amerikos kompanija QD Vizija). Be to, ateityje "Motorola" standžioji konkurencija gali atlikti "Samsung Electronics" ir "Canon" ir "Toshiba" įvedimo projektą (beje, jie planuoja pradėti pirmojo nanotube pristatymo iki šių metų pabaigos) .

Rasta anglies nanovamzdai ne tik Fed ekranuose. Recepement Quebecois Sur Les Materiaux de Pointe laboratorija (Kvebeko provincija) pasiūlė naudoti kaip elektrodai OLED ekranuose, pagrįstus viename anglies nanovamzdeliuose. Pasak Nano technologijos Pasaulio svetainės, nauja technologija leis sukurti labai ploną elektroninį popierių. Dėl didelio nanovuolių ilgaamžiškumo ir labai mažo elektrodo matricos storio, OLED ekranai gali būti labai lanksti, taip pat turi didelį skaidrumą.

Atmintis

Prieš pradedant istoriją apie įdomiausią "anglies" pokyčius atmintyje atmintyje, norėčiau atkreipti dėmesį į tai, kad mokslinių tyrimų technologijų saugojimo technologijos paprastai yra viena iš aktyviausių kūrimo kryptimis šiuo metu. Neseniai vyko vartotojų elektroninis šou (Las Vegasas) ir Hanoveris Cebit parodė, kad susidomėjimas įvairiais diskais, saugojimo sistemos nepavyksta su laiku, bet tik didėja. Ir tai nenuostabu. Pagalvokite: pagal IDC analitinę organizaciją, 2006 metais, apie 161 milijardų gigabaitų informacijos (161 egzaminą) buvo generuojami, kuris yra dešimt kartų didesnis nei praėjusių metų skaičiai!

Per pastaruosius 2006 m. Ji išliko tik nustebinti mokslininkų išradingose \u200b\u200bidėjose. Ką mes tiesiog nematėme: ir "Golden Nanodaleles" atmintis ir atmintis, pagrįsta superlaidininkiais, ir net atmintimi ... ant virusų ir bakterijų! Neseniai, vis daugiau naujienų paminėjais paminėjo ne lakiųjų atminties technologijas, kaip MRAM, FRAP, PRAM ir kt, kurie nebėra tik "popieriaus" eksponatų ar demonstracinių prototipų, bet gerai tinkamus įrenginius. Taigi atminties technologija, pagrįsta anglies nanotubais, yra tik nedidelė informacijos saugojimo dalis.

Galbūt pradėkime savo istoriją apie "Nanotube" atmintį su Nantero pokyčiais, kurie jau tapo gana žinomi savo srityje. Visa tai prasidėjo nuo tolimos 2001 m., Kai buvo įtrauktos didelės investicijos į jaunąją įmonę, kuri leido aktyviai plėtoti naują tipo nepastovią NRAM atmintį, pagrįstą anglies nanovamzdais. Praėjusiais metais matėme keletą rimtų Nantero plėtros. 2006 m. Balandžio mėn. Bendrovė pranešė apie NRAM tipo atminties jungiklį, pagamintą 22-NM standartais. Be Nantero firminių pokyčių, esamos gamybos technologijos buvo pritrauktos į naujo įrenginio kūrimą. Tų pačių metų gegužės mėn. Sėkminga jos technologija kuriant prietaisus, grindžiamus anglies nanotubais. Integruotas. CMOS gamybos įmonėje LSI logikos korporacija (puslaidininkių gamykloje).

2006 m. Pabaigoje įvyko reikšmingas įvykis. "Nantero" paskelbė įveikti visas pagrindines technologines kliūtis masinei lustų gamybai, remiantis tradicinėmis įrangomis, naudojant anglies nanovamzdas. Nanovubų taikymo metodas silicio substrate naudojant tokį gerai žinomą metodą kaip sukimosi danga, po kurios tradicinės litografijos ir ėsdinimas naudojami puslaidininkiui gaminti. Vienas iš NRA atminties privalumų yra didelis skaitymo / rašymo greitis.

Tačiau mes ne gilinti į technologinius subtilybes. Aš tik atkreipiu dėmesį, kad toks pasiekimas suteikia visiems Nantero pamatams tikėtis sėkmės. Jei bendrovės inžinieriai sugeba pareikšti logišką galą ir NRAM lustų gamyba nebus labai brangūs (ir galimybė naudoti esamą įrangą, suteikia teisę į jį tikėtis), tada mes liudysime naujų didžiulių atsiradimą Ginklai atminties rinkoje, kuri gali rimtai paspausti esamus atminties tipus, įskaitant SRAM, DRAM, NAND, taip pat ir tt

Kaip ir daugelyje kitų sričių mokslo ir technologijų, ne tik komercinės bendrovės, tokios kaip "Nantero", o pirmaujančių švietimo įstaigų laboratorijos pasaulyje užsiima atminties apie anglies nanovamzdų atmintį. Tarp įdomių darbų, skirtų "anglies" atmintyje, norėčiau atkreipti dėmesį į Honkongo politechnikos universiteto (Honkongo politechnikos universiteto) darbuotojų, paskelbtus praėjusių metų balandžio mėn.

Skirtingai nuo daugelio panašių pokyčių, veikiančių tik labai žemoje temperatūroje, "Jiyan" fizikų (Jiyan Dai) ir LU (X. B. LU) įrenginys taip pat gali dirbti kambario temperatūroje. Honkongo mokslininkų nesilaikanti atmintis nėra tokia greita kaip NRAM Nantero, todėl perspektyva yra perkelti dram sostą, greičiausiai nepavyks. Tačiau kaip potencialus tradicinės atminties pakeitimas, tai įmanoma jį apsvarstyti.

Siekiant suprasti šios atminties veikimo principą, pakanka pažvelgti į toliau pateiktą iliustraciją (b). Anglies nanovamzdeliai (CNT, anglies nanotubai) Žaiskite saugojimo (įsimintinimo) vaidmenį. Jie, tarsi prispaustas tarp dviejų Hfalo sluoksnių (susidedantis iš hafnijos, aliuminio ir deguonies), kuris atlieka kontrolės užrakto vaidmenį ir oksido sluoksnį. Visa struktūra yra ant silicio substrato.

Gana originalus sprendimas buvo pasiūlyta Korėjos mokslininkai Jeong laimėjo Kang ir karalius Yan (Čing Jiang). Jie sugebėjo plėtoti atmintį remiantis vadinamaisiais teleskopiniais nanotubais. 2002 m. Pradėtas principas, pagrįstas nauja plėtra, buvo aprašyta daugiafunkcinių anglies nanovamzdų darbe kaip gigherz osciliatoriai. Jo autoriai sugebėjo nustatyti, kad nanotube su mažesniu skersmeniu į jį sudaro osciliatorius, pasiekęs gigaherco virpesių dažnį.

Aukštos skaidrių greičio nanovamzdeliai, įterpti į kitus nanovamzdelius, sukelia naujos atminties tipo greitį. Jon Von Kan ir Kin Yan teigia, kad jų vystymasis gali būti taikomas ne tik kaip "Flash" atmintyje, bet ir didelės spartos RAM vaidmenyje. Atminties operacijos principas yra lengvai suprantamas pagal vaizdą.

Kaip matote, pora įdėta į kitą nanovamzdų yra tarp dviejų elektrodų. Kai įkrovimas taikomas vienam iš elektrodų, vidinis nanotube juda į vieną kryptį ar kitą pagal Wan der Waals pajėgų veiksmus. Viena reikšminga trūkumas yra būdingas šiam vystymuisi: tokios atminties pavyzdys gali veikti tik labai žemoje temperatūroje. Tačiau mokslininkai yra įsitikinę, kad šios problemos yra laikinos ir jie gali būti įveikti šiuose tyrimų etapuose.

Tai gana natūralu, daugelis pokyčių išliks po pietų. Galų gale, vienas dalykas yra prototipas, dirbantis laboratorinėmis sąlygomis, ir kelyje į technologijų komercializavimą visada yra daug sunkumų, o ne tik techninė, bet ir medžiaga. Bet kuriuo atveju esami darbai įkvepia tam tikrą optimizmą ir gana informatyvų.

Procesoriai

Dabar mes informuosime apie tai, kokia anglies ateitis gali laukti procesorių. Procesoriaus pramonės milžinai aktyviai ieško naujų būdų išplėsti Gordono Moore įstatymą, ir kiekvienais metais jis tampa sunkesnis. Sumažinant puslaidininkių elementų dydį ir didžiulį jų išdėstymo tankį apie kristalą kiekvieną kartą kelia labai sudėtingą užduotį mažinant nuotėkio sroves. Pagrindinės tokių problemų sprendimo kryptys yra ieškoti naujų medžiagų, skirtų naudoti puslaidininkių įtaisuose ir pati keičiant savo struktūrą.

Kaip tikriausiai žinote, "IBM" ir "Intel" neseniai pranešė apie naujų medžiagų kūrimo tranzistorius, kurie bus naudojami naujos kartos procesoriuose. Kaip BŽŪP, vietoj silicio dioksido, buvo pasiūlytos medžiagos, turinčios didelę dielektrinio pastovaus (aukšto k) hafnijos reikšmę. Kuriant užrakto elektrodą, silicis bus patalpintas su metalo lydiniais.

Kaip matote, šiandien yra laipsniškas silicio ir medžiagų pakeitimas, pagrįstas perspektyvesniais junginiais. Daugelis įmonių jau seniai galvoja apie silicio pakeitimą. Vienas iš didžiausių mokslinių tyrimų projektų rėmėjų anglies nanovuolių ir grafeno srityje yra IBM ir Intel.

Praėjusių metų kovo pabaigoje IBM mokslininkai ir du Universitetai Floridos ir Niujorko pranešė apie pirmąją užpildytą elektroninę integrinį grandinę, remiantis tik viena anglies nanotube. Ši schema turi penkis kartus mažesnį žmogaus plaukų skersmenį ir gali būti laikomas tik per galingą elektronų mikroskopą.

IBM mokslininkai sugebėjo pasiekti greitį, beveik milijoną kartų didesnė nei anksčiau gauta diagramas su keliais nanovamzdais. Nors šie greičiai vis dar yra žemiau tiems, kuriuose veikia šiuolaikiniai silicio žetonai, IBM mokslininkai yra įsitikinę, kad nauji nanotechnologijų procesai galiausiai leis atskleisti milžiniškų anglies nanovamzdelių elektronikos galimybes.

Profesorius George'elller pažymėjo, žiedo nanotube pagrįstas žiedų generatorius, sukurtas mokslininkų, yra puiki studijuoti anglies elektroninių elementų charakteristikas. "Olsey" generatorius yra diagrama, kurioje mikrocirkio gamintojai paprastai tikrina naujų gamybos procesų ar medžiagų galimybes. Ši schema padeda numatyti, kaip naujos technologijos elgsis gatavuose produktuose.

Palyginti seniai studijavo dėl galimo anglies nanovamzdų naudojimo procesoriuose ir "Intel". Atminkite, kad "Intel" nėra abejingi nanotubams, privertė pastarojo meto simpoziumo įvykį Amerikos vakuuminėje visuomenėje, kuri buvo aktyviai aptarta naujausiais Bendrovės pasiekimais šioje srityje.

Beje, lusto prototipas jau buvo sukurtas, kur anglies nanovamzdeliai naudojami kaip sujungimai. Kaip žinoma. Perėjimas prie tikslesnių normų reiškia, kad 1990-ųjų dešimtojo dešimtmečio pabaigoje mikrocirkų gamintojai pradėjo naudoti vario laidininkų naudojimą, o ne aliuminio naudojimą. Tačiau pastaraisiais metais net vario nustoja patenkinti procesorių gamintojus ir palaipsniui jie pasiruošia jį pakeisti.

Viena iš perspektyvių krypčių yra vertinama naudojant anglies nanovamzdų naudojimą. Beje, kaip minėjome straipsnio pradžioje, anglies nanovamzdeliai yra ne tik geriau, palyginti su metalų laidumu, bet ir gali atlikti puslaidininkių vaidmenį. Taigi, tai yra tikra galimybė ateityje visiškai išstumti silicio perdirbėjų ir kitų lustų ir sukurti lustus, pagamintus iš anglies nanovamzdelių.

Kita vertus, "Bury" silicis taip pat yra anksti. Pirma, visiškas silicio anglies nanovamzdų nusėdimas lustuose yra mažai tikėtina, kad per ateinantį dešimtmetį įvyks. Ir tai pažymėjo sėkmingų pokyčių autoriai. Antra, taip pat yra silicio perspektyvos. Be anglies nanovamzdų, silicis taip pat turi galimybių užtikrinti ateitį nanoelektronikos - silicio nanowires, nanovamzdelių, nanorinių ir kitų struktūrų, kurios taip pat mokosi daugelyje mokslinių tyrimų laboratorijų.

Afterword.

Apibendrinant, norėčiau pridurti, kad šis straipsnis sugebėjo padengti tik labai nedidelę dalį, kas vyksta anglies nanoelektronikos srityje. Šviesos vadovai ir toliau išrado sudėtingą technologiją, iš kurių kai kurie gali tapti būsimos elektronikos pagrindu. Kai kurie linkę manyti, kad nanorobotai, skaidrūs ekranai, televizoriai, kurie gali būti susukti į ploną vamzdelį, o kiti nuostabūs įrenginiai lieka fantastiški ir grįžta į realybę tik labai tolimoje ateityje. Tačiau daugelis ryškių tyrimų yra priversti šiandien galvoti apie tai, kad visa tai nėra tokios tolimos perspektyvos.

Be to, be to, aptartų šiame straipsnyje, anglies nanovamzdeliai ir grafeno nuostabūs atradimai atsiranda molekulinės elektronikos. Smalsu tyrimai atliekami ryšio srityje tarp biologinių ir silicio pasaulių. Daugelis kompiuterių pramonės plėtros perspektyvų. Ir prognozuoti, kas nutiks 10-15 metų, tikriausiai niekas nebus. Akivaizdu, kad vienas dalykas: prieš mus laukia daug daugiau įdomių atradimų ir ryškių įtaisų.

Informacijos šaltiniai, naudojama rašant straipsnį

• [El. Pašto saugoma] ()
• Physorg.com ()))
• IBM tyrimai ()
• K. S. Novoselovas, A. K. Geim, S. V. Morozovas, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsovas. "Elektrinis lauko poveikis atomiškai plonuose anglies filmuose"
• K. S. Novoselovas, D. Jiang, F. Apvalkalas, V. V. Khotkevich, S. V. Morozovas ir A.K. GEIM "Dvatūs atominiai kristalai"
• QINGHUI ZHENG, QING Jiang. Daugiafunkcinė anglies nanovamzdeliai kaip gigherz osciliatoriai »

Vieno sluoksnio anglies nanovamzdeliai buvo atidaryti 1993 m. Tuo pačiu metu du straipsniai buvo išleisti tame pačiame žurnale. Gamta.Kuriuose mokslininkai iš Japonijos Ichikhashi ir Sumio ir Sumio, taip pat mokslininkai iš IBM paskelbė vieno sluoksnio anglies nanovamzdų sintezės rezultatus naudojant metalinius katalizatorius. Anglies nanovamzdeliai yra čempionai, įrašų turėtojai tarp kitų medžiagų.

Apsvarstykite fizines savybes. Laidumas. Anglies nanovamzdų elektros laidumas yra daug didesnis nei vario ir sidabro. Be to, balistinis laidumas stebimas kelių mikrometrų atstumu. Kita vertus, anglies nanovamzdeliai yra nuostabi puslaidininkinė medžiaga, kuri gali būti lyginama su siliciu į jo savybes. Naudojant vienos sluoksnio anglies nanovamzdų, galite gauti tranzistorius, kuriuose įkrovimo vežėjų judumas žymiai viršija judumą tradiciniuose silicio tranzistoriuose. Be to, vieno sluoksnio nanovamzdeliai leidžia gauti tranzistorius lanksčiuose ir skaidriuose substratuose. Vieno sluoksnio anglies nanovamzdeliai turi nuostabių šiluminių savybių, geriau nei tie, kurie deimantuose: šiluminis laidumas vamzdžiuose yra apie 2 kartus didesnis. Be to, vieno sluoksnio anglies nanovamzdeliai yra efektyvus lauko šalto elektronų emitentas.

Anglies nanovamzdų šiluminis stabilumas yra gana didelis: tai yra įmanoma, nebijo jų sunaikinti, šilumos iki 1500 laipsnių Celsijaus, o jų pagrindinis konkurentas yra organiniai laidininkai - pradeda žlugti apie 150 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Anglies nanovamzdeliai yra labai lengvi medžiaga. Kita vertus, jie turi aukštą specifinę jėgą - 25 kartus didesnė nei didelio stiprumo plieno. Tai yra beveik vienintelė medžiaga, iš kurios būtų galima sukurti erdvės liftą, prijungiant palydovą besisukančią ant geostacionaraus orbitos, kabelio, ant kurio galima pakelti prekes. Anglies nanotubų polimerų papildymai leidžia gauti kompozitų, kuriuose yra pagamintos mechaninės savybės, gaunamos labai stiprios kompozitinės medžiagos, kuriose elektros laidumas skiriasi. Jei medžiaga yra padengta anglies nanovamzdų sluoksniu, tada galima gauti sluoksnį, kuris apsaugo ir skydo medžiagą nuo elektromagnetinių bangų.

Ką galima pasakyti apie energetikos paraiškas: anglies nanovamzdeliai gali būti naudojami kaip anodas ličio baterijose, kaip supercapacitatai, ir, be to, jie yra veiksmingi elementai saulės kolektorių - ant dažų, taip pat ant heteropers, kur silicio π- sluoksnis buvo pakeistas vienos sluoksnio nanovamzdos. Be to, įvairių dujų ir optinių jutiklių gana platus spektrinį diapazoną galima pagaminti iš anglies nanovamzdelių. Anglies nanovamzdeliai gali būti naudojami kaip skaidrūs elektrodai ir tranzistoriai. Norėčiau šiek tiek išsamiau pasakyti, bet vėliau.

Norėčiau kalbėti apie anglies nanovamzdų laidumą. Kaip minėjau, vieno sluoksnio anglies nanovamzdeliai yra geras metalo dirigentas ir nuostabus puslaidininkis. Laidumo tipas nustatomas pagal simetrijos grupę. Jei žinome chiralalumo indeksus, galime prognozuoti anglies nano metalo savybes. Jei skirtumas tarp šių indeksų yra lygus 0 arba kelis 3, mes gauname anglies nanovamzdas, turinčius metalines savybes, o visos kitos nanovamzdos yra puslaidininkių. Akivaizdu, kad 1/3 anglies nanovamzdų yra metalo ir 2/3 - puslaidininkių. Deja, nė vienas iš šiuo metu egzistuojančių metodų neleidžia sintezuoti anglies nanovamzdų su tam tikru chiralalumu. Ką kalbėti apie chiralumą yra neįmanoma gauti anglies nanovamzdų net su tam tikru metališkumu.

Remiantis anglies atomizacijos metodais, visi anglies nanovamzdų sintezės metodai gali būti suskirstyti į fizinę ir cheminę medžiagą. Fizinis metodas grindžiamas anglies išgaravimu ir sublimacija. Mes žinome, kad grafitas turi labai mažą sočiųjų garų slėgį, todėl tam, kad sukeltų grafitą, jis turi būti šildomas iki 3000 Kelvino temperatūros. Norėdami tai padaryti, galite naudoti saulės energiją, indukcinį šildymą, lazerio abliaciją arba elektrinį lanko iškrovimą. Šis metodas buvo labai populiarus anglies nanovuolių aušra, tačiau aukštai temperatūra, deja, neleidžia kontroliuoti gautos medžiagos savybių. Todėl pastaruoju metu buvo tendencija mokytis vienos sluoksnio anglies nanovamzdų - tiksliau, būdai gauti juos - cheminių metodų. Šis metodas grindžiamas anglies junginių skaidymu - tai gali būti angliavandeniliai, alkoholiai, ketonai, bet kokie organiniai, anglies monoksidai.

Savo ruožtu cheminiai metodai padalintų anglies nanovamzdų sintezę ant substratų ir dujų fazės. Anglies nanovamzdų ant substratų sintezė yra labiausiai paplitęs metodas. Tai leidžia jums gauti anglies nanovamzdų: galite imtis inertinę substratą, suformuoti katalizatorių nanodaleles ant jo, įdėkite tokį substratą į reaktorių tam tikru laiku (paprastai 5, 10, 20 arba 30 minučių), tada mėgautis elektronemijoje Mikroskopo nuotraukos, gautos ant jūsų substrato. Kita vertus, aerozolio metodas nėra pagrįstas substrato naudojimu, o visi anglies nanovubų susidarymo procesai atsiranda dujų fazėje. Čia yra rimtas laiko apribojimas, nes tarp garo įvesties ir išvesties yra apie 10-12 sekundžių į reaktorių. Per šį laiką viskas turėtų įvykti: pirmtako - katalizatoriaus gedimas (paprastai tokiais metodais yra naudojamas arba pentarbonilo geležies arba ferocenos), tada katalizinių dalelių formavimas nanometro dydis, nuo 1 iki 5 nanometrų, skilimo ar skilimo Anglies komponentai ant katalizatoriaus paviršiaus ir anglies nanovuolių augimas. Visos 12 sekundžių skiriama.

Aerozolio metodas studijuoti anglies nanovamzdų buvo pirmą kartą pasiūlyta 1999 m Houston universitete. Aš taip pat užsiimavau anglies nanovamzdų sinteze pagal aerozolio metodą apie 13 metų. Manau, kad šis metodas yra perspektyviausias, nes tai leidžia gauti aukštos kokybės anglies nanovamzdas be nepanaudotų katalizinių dalelių, be amorfinės anglies, tai yra produktas, kuris palieka reaktorių, yra pasirengęs plačiai paplitęs naudokite. Po reaktoriaus, anglies nanovamzdeliai yra deponuojami ant filtro. Tada jie gali būti perkelti į bet kurį kitą substratą. Šis procesas yra pažodžiui skaičiuojant sekundes, tačiau leidžia jums labai greitai gauti aukštos kokybės skaidrius elektrodus.

Mūsų darbuose daugelyje sričių naudojome anglies nanotubus, pradedame nuo filtrų ir baigiant elektronika. Aš pateiksiu keletą pavyzdžių. Aerozolių filtrai. Per anglies nano filmą, dujų srautą, kuriame yra aerozolių dalelių, iš kurių mes norime atsikratyti yra gana lengvai, nesukuriant atsparumo. Be to, nanoproopai leidžia filtruoti beveik visus objektus. Mes matuojame tokio filtro charakteristikas ir gavo, kad filtrų, pagamintų iš vienos sluoksnio anglies nanovubų, kokybė yra didesnė už komercinių esamų analogų tvarką. Be to, mes naudojome anglies nanovamzdelius kaip elektrocheminiai jutikliai - standartiniai dopamino bandymai leido mums nustatyti jautrumo lygį mažesniu nei 100 milijardims, gana platus diapazone - apie 4 koncentracijos užsakymus. Anglies nano filmas yra nuostabus lazerio absorberis, kuris leidžia gauti 200-femtosekundinius impulsus. Be to, anglies nanovamzdeliai gali būti naudojami kaip srauto matuoklis, oro šildytuvas, kaitinamosios lempos ir kituose įrenginiuose. Mes sukūrėme termoacustinį garsiakalbį naudodami laisvai sustabdytas anglies nanovamzdas. Be to.

Galima naudoti vieno sluoksnio anglies nanovamzdelius ir greičiausiai bus naudojami elektronikoje skaidrių elektrodų pavidalu. Anglų kalba jis vadinamas Ito pakeitimas. - Indijos oksido pakeitimas, alavo lydintuvas yra medžiaga, kuri naudojama 75% mobiliųjų telefonų ir įtaisų. Yra žinoma, kad Indija yra retos žemės medžiaga, be to, alavo lydinio oksido, gana trapios medžiagos, kuri negali būti naudojama lanksčiam ir skaidriai elektronikai, o vieno sluoksnio anglies nanovamzdeliai arba jų filmas gali būti lenkta keliose dešimtys tūkstančių. Kai praktiškai nėra paviršiaus atsparumo pokyčių. Be to. apie 1000 ir daugiau kvadratinių centimetrų ant sekundės.

Anglies nanovubų sintezės aerozolio metodas ir filtro už filtro filtro paruošimas yra unikali galimybė virimo komponentų lanksčiai ir skaidriai elektronikai. Nusodinimas vyksta kambario temperatūroje, ši technologija nereikalauja vakuumo, tai yra gana greita ir pigi. Mūsų tikslas yra sukurti didelės tonažo gamybą anglies nanovamzdų su naudojant valcavimo technologiją naudoti lanksčiai ir skaidriai elektronikoje galimybę.

Energija yra svarbi pramonės pramonė, kuri vaidina didžiulį vaidmenį žmogaus gyvenime. Energijos valstybė šalyje priklauso nuo daugelio mokslininkų darbo šioje pramonės šakoje. Iki šiol jie ieško šių tikslų, jie yra pasirengę naudoti viską, pradedant nuo saulės spindulių ir vandens, baigiant oro energija. Ši įranga, kuri gali gaminti energiją iš aplinkos yra labai vertinamas.

Apskritai. \\ T

Anglies nanovamzdeliai yra išplėstiniai valcuoti grafito plokštumai, turintys cilindrinę formą. Paprastai jų storis pasiekia keletą dešimčių nanometrų, kurių ilgis yra kelių centimetrų. NanoBe pabaigoje suformuota sferinė galva, kuri yra viena iš pilnų dalių.

Yra tokių rūšių anglies nanovamzdų: metalo ir puslaidininkių. Jų pagrindinis skirtumas yra dabartinės laidumas. Pirmasis vaizdas gali būti atliekamas 0 ° C temperatūroje, o antrasis - tik esant aukštesnei temperatūrai.

Anglies nanovamzdeliai: savybės

Dauguma šiuolaikinių krypčių, tokių kaip taikoma chemija arba nanotechnologija, yra susijusios su nanotubais, turinčiais anglies rėmo struktūrą. Kas tai yra? Pagal šią struktūrą didelės molekulės reiškia dideles molekules tik anglies atomais. Anglies nanovamzdeliai, kurių savybės yra pagrįstos uždara korpuso forma yra labai vertinami. Be to, šios formacijos turi cilindrinę formą. Tokius vamzdelius galima gauti sulankstant grafito lapą arba išaugti nuo tam tikro katalizatoriaus. Anglies nanovamzdeliai, kurių nuotraukos pateikiamos žemiau, turi neįprastą struktūrą.

Jie yra skirtingų formų ir dydžių: vieno sluoksnio ir daugiasluoksnės, tiesios ir apvijos. Nepaisant to, kad nanovubai atrodo gana trapūs, jie yra patvarios medžiagos. Dėl daugelio tyrimų buvo nustatyta, kad jie yra būdingi tokioms savybėms kaip tempimas ir lenkimas. Pagal rimtų mechaninių krovinių veikimą, elementai nesulauža ir nesulaužo, tai yra, jie gali prisitaikyti prie skirtingų įtampų.

Toksiškumas

Dėl kelių tyrimų buvo nustatyta, kad anglies nanovamzdeliai gali sukelti tokias pačias problemas kaip asbesto pluoštai, ty įvairūs piktybiniai navikai, taip pat plaučių vėžys. Asbesto neigiamo poveikio laipsnis priklauso nuo jo pluoštų tipo ir storio. Kadangi anglies nanovamzdeliai turi nedidelį svorį ir dydį, jie lengvai patenka į žmogaus kūną kartu su oru. Be to, jie patenka į pleurą ir įeina į krūtinę, ir laikui bėgant sukelia įvairias komplikacijas. Mokslininkai atliko eksperimentą ir pridėjo prie nanotubų pelių dalelių. Mažos skersmens produktai praktiškai neatidėliojo kūno, bet didesnis - iškasti skrandžio sienose ir sukėlė įvairių ligų.

Gavimo metodai

Iki šiol yra šie metodai gauti anglies nanovamzdelių: lanko mokestį, abliacija, kritulių nuo dujų fazės.

Elektrinis lankas. Gavimas (anglies nanovamzdeliai yra aprašyti šiame straipsnyje) elektros krūvio plazmoje, kuri yra su helio naudojimu. Toks procesas gali būti atliekamas naudojant specialią techninę įrangą, kad gautumėte išsamesnes. Tačiau su šiuo metodu naudojami kiti lanko deginimo režimai. Pavyzdžiui, mažėja, taip pat didžiulių storių katodai. Norėdami sukurti atmosferą iš helio, būtina padidinti šio cheminio elemento slėgį. Anglies nanovamzdeliai gaunami purškiant. Norėdami padidinti jų kiekį, turite įvesti katalizatorių grafito strypo. Dažniausiai tai yra skirtingų metalo grupių mišinys. Be to, yra slėgio ir purškimo metodo pokytis. Taigi paaiškėja katodinių nuosėdų, kur susidaro anglies nanovamzdeliai. Galutiniai produktai auga statmenai katodui ir yra renkami ryšuliuose. Jie turi 40 mikronų ilgį.

Malonumas. Šį metodą išrado Richard Soylli. Jo esmė yra išgaruoti skirtingus grafito paviršius reaktoriuje, veikiančiame aukštoje temperatūroje. Anglies nanovamzdeliai yra suformuoti dėl grafito garavimo reaktoriaus apačioje.

Aušinimas ir jų surinkimas vyksta su aušinimo paviršiaus pagalba. Jei pirmuoju atveju elementų skaičius buvo 60%, tada šiuo metodu šis skaičius padidėjo 10%. Lazerio kaina yra įmanoma, yra brangesnė už visus kitus. Paprastai vieno sluoksnio nanovamzdeliai gaunami keičiant reakcijos temperatūrą.

Nusėdimas nuo dujų fazės. Anglies garų nusodinimo metodas buvo išrastas 50-ųjų pabaigoje. Bet niekas net nepritarė, kad su juo pagalba galite gauti anglies nanovamzdelių. Taigi, pirma, būtina paruošti paviršių katalizatoriumi. Jis gali tarnauti kaip mažos skirtingų metalų dalelės, pavyzdžiui, kobalto, nikelio ir daugelio kitų. Nanovubai pradeda atsirasti iš katalizatoriaus sluoksnio. Jų storis yra tiesiogiai priklausomas nuo katalizavimo metalo dydžio. Paviršius yra šildomas iki aukštos temperatūros, o tada dujų, kurių sudėtyje yra anglies, kurių sudėtyje yra anglies. Tarp jų yra metanas, aceetas, etanolis ir tt, amoniakas yra papildomos techninės dujos. Šis nanotubų gavimo būdas yra labiausiai paplitęs. Pati procesas atsiranda įvairiose pramonės įmonėse, taip išleidžiant mažiau finansinius išteklius daugelio vamzdžių gamybai. Kitas šio metodo privalumas yra tas, kad vertikalūs elementai gali būti gaunami iš bet metalinių dalelių, patiekiančių katalizatorių. Gauta (anglies nanovamzdeliai yra aprašyti visose pusėse), jis tapo įmanomas dėl Suomi IIJI tyrimų, kurie buvo stebimi pagal mikroskopą dėl jų atsiradimo dėl anglies sintezės.

Pagrindinės rūšies. \\ T

Anglies elementai klasifikuojami pagal sluoksnių skaičių. Lengviausias vaizdas yra vienos anglies nanovamzdos. Kiekvienas iš jų turi apie 1 Nm storio, o jų ilgis gali būti daug didesnis. Jei manome, kad struktūra, produktas atrodo kaip grafito vyniojimas naudojant šešiakampį tinklelį. Jos viršūnės yra anglies atomai. Taigi vamzdis turi cilindro formą, kuri neturi siūlių. Viršutinė įrenginių dalis yra uždaryta dangteliais, susidedančiais iš viso molekulių.

Šis tipas yra daugiasluoksnės anglies nanovamzdeliai. Jie susideda iš kelių grafito sluoksnių, kuriuos sudaro cilindras. Tarp jų išlaikomas 0,34 Nm atstumas. Šio tipo struktūra aprašyta naudojant du metodus. Pirmajame, daugiasluoksnės vamzdžiai yra vieni vieni sluoksnių vamzdžiai vieni kitiems, kurie atrodo kaip lizdai. Antra, daugiasluoksnės nanovamzdeliai yra grafito lapai, kurie kelis kartus apsisuka aplink save, kuris atrodo kaip valcuotas laikraštis.

Anglies nanovamzdeliai: taikymas

Elementai yra absoliutus naujas nanomedžiagų atstovas.

Kaip minėta anksčiau, jie turi rėmo struktūrą, kuri skiriasi nuo grafito ar deimantų savybių. Štai kodėl ji naudojama daug dažniau nei kitos medžiagos.

Dėl tokių charakteristikų, kaip ilgaamžiškumas, lenkimas, laidumas, naudojami daugelyje sričių:

• kaip priedai prie polimerų;
• apšvietimo prietaisų katalizatorius, taip pat plokščių ekranų ir vamzdžių telekomunikacijų tinkluose;
• kaip elektromagnetinių bangų absorberis;
• energijos konversijai;
• anodų gamyba įvairiose baterijose;
• vandenilio saugojimas;
• padaryti jutikliai ir kondensatoriai;
• kompozitų gamyba ir jų struktūros bei savybių stiprinimas.

Daugelį metų, anglies nanovamzdeliai, kurių naudojimas neapsiriboja vienai konkrečiam pramonei, naudojami moksliniams tyrimams. Tokia medžiaga turi silpnų pozicijų rinkoje, nes kyla problemų dėl didelio masto gamybos. Kitas svarbus dalykas yra anglies nanovamzdelių kaina, kuri yra apie 120 JAV dolerių už tokią medžiagą.

Jie naudojami kaip pagrindinis elementas daugelio kompozitų, kurie naudojami daugelio sporto prekių gamybai gamybai. Kita pramonė --Vomobillacija. Anglies nanovamzdų šioje srityje funkcionalizavimas sumažinamas iki polimerų stebėjimo su laidžiomis savybėmis.

Nanotubų šilumos laidumo koeficientas yra gana didelis, todėl jie gali būti naudojami kaip įvairių masinės įrangos aušinimo įtaisas. Be to, jie pateikia patarimus, kuriuos sujungia su zondo vamzdžiais.

Svarbiausia paraiškos filialas yra kompiuterių technologijos. Dėka nanovamzdų, ypač plokščių ekranų. Naudodamiesi savo pagalba, galima žymiai sumažinti visapusiškus kompiuterio matmenis, taip pat padidinti jo techninius rodiklius. Paruošta įranga bus kelis kartus didesnė už dabartinę technologiją. Remiantis šiais tyrimais, galite sukurti aukštos įtampos kinescopes.

Laikui bėgant vamzdžiai bus naudojami ne tik elektronikoje, bet ir medicinos ir energetikos srityse.

Gamyba

Anglies vamzdžiai, kurių gamyba paskirstoma tarp jų dviejų tipų, yra nevienodai paskirstyta.

Tai yra, MWnt yra daug daugiau nei SWNT. Antrasis tipas atliekamas ūminio būtinybės atveju. Įvairios įmonės nuolat gamina anglies nanovamzdą. Tačiau jie praktiškai nenaudoja paklausos, nes jų sąnaudos yra pervertintos.

Gamybos lyderiai

Šiandien šalis, gaminanti anglies nanovamzdą, užima Azijos šalis, kurios yra 3 kartus didesnės nei kitose Europos šalyse ir Amerikoje. Visų pirma Japonija užsiima MWNT gamyba. Tačiau kitos šalys, tokios kaip Korėja ir Kinija, šiame rodiklyje nėra prastesnės.

Gamyba Rusijoje

Vidaus gamybos anglies nanovamzdų yra gerokai atsilieka nuo kitų šalių. Tiesą sakant, viskas priklauso nuo atliktų tyrimų kokybę šioje srityje. Ji neskiria pakankamai lėšų moksliniams ir technologiniams centrams kurti šalyje. Daugelis žmonių nesuvokia vystymosi nanotechnologijos srityje, nes jie nežino, kaip tai gali būti naudojama pramonėje. Todėl ekonomikos perėjimas prie naujo kelio yra gana sudėtingas.

Todėl Rusijos prezidentas buvo paskelbtas dekretą, kuriame nurodoma įvairių nanotechnologijų regionų, įskaitant anglies elementus, plėtrą. Šiais tikslais buvo sukurta speciali plėtros ir technologijų programa.

Taigi, kad būtų atlikta visi užsakymo taškai, buvo sukurta Rosnanoteh. Jo veikimas pabrėžė didelę sumą iš valstybės biudžeto. Būtent ji turi kontroliuoti kilimo, gamybos ir įvedimo procesą anglies nanovamzdų į pramoninę sferą. Paskirta suma išleis kurti įvairius mokslinių tyrimų institutus ir laboratorijas ir taip pat sustiprins esamus vidaus mokslininkų raidą. Be to, šios lėšos bus perkeltos į aukštos kokybės įrangą anglies nanovamzdeliams. Taip pat verta rūpintis tų įrenginių, kurie apsaugo žmonių sveikatą, nes ši medžiaga sukelia daug ligų.

Kaip minėta anksčiau, visa problema yra pritraukti lėšų. Dauguma investuotojų nenori investuoti į mokslo pokyčius, ypač ilgą laiką. Visi verslininkai nori pamatyti pelną, bet nanora gamina gali eiti jau daugelį metų. Būtent tai yra mažų ir vidutinių įmonių atstovai. Be to, be viešųjų investicijų nebus visiškai pradėti nanomedžiagų gamybą.

Kita problema yra teisinės sistemos nebuvimas, nes tarp skirtingų verslo etapų nėra tarpinių. Todėl anglies nanovamzdeliai, gamyba Rusijoje, kurios nėra paklausa, reikalauja ne tik finansų, bet ir psichinių investicijų. Nors Rusijos Federacija yra toli nuo Azijos šalių, kurios vadovauja nanotechnologijos plėtrai.

Šiandien šios pramonės dienos pokyčiai užsiima cheminių fakultetų įvairių universitetų Maskvoje, Tambov, Sankt Peterburge, Novosibirske ir Kazane. Pagrindiniai anglies nanotubų gamintojai yra kompanija "Granat" ir Tambovo gamykla "Komsomolets".

Teigiamos ir neigiamos pusės

Tarp privalumų galima atskirti specialiomis anglies nanovamzdų savybėmis. Jie yra patvari medžiaga, kuri pagal mechaninį poveikį neveikia. Be to, jie gerai dirba lenkimo ir tempimo. Tai tapo įmanoma dėl uždaros rėmo struktūros. Jų naudojimas neapsiriboja vienai pramonei. Vamzdžiai rado naudojimą automobilių, elektronikos, medicinos ir energijos.

Didžiulis trūkumas yra neigiamas poveikis žmonių sveikatai.

Nanovuolių dalelės, patenka į žmogaus kūną, sukelti piktybinių navikų ir vėžio atsiradimą.

Esminė pusė yra šios pramonės finansavimas. Daugelis žmonių nenori investuoti į mokslą, nes būtina gauti daug laiko. Ir be mokslinių tyrimų laboratorijų veikimo, nanotechnologijų plėtra yra neįmanoma.

Išvada

Anglies nanovamzdeliai atlieka svarbų vaidmenį novatoriškose technologijose. Daugelis ekspertų prognozuoja šios pramonės augimą ateinančiais metais. Gamybos galimybės padidės gamybos galimybės, dėl kurių sumažės prekių kaina. Su kainos sumažėjimu, vamzdžiai bus malonu su dideliu paklausa, ir taps būtina medžiaga daugeliui įrenginių ir įrangos.

Taigi, mes sužinojome, ką reiškia produkto duomenys.

Anglies nanovamzdeliai (CNT) - perspektyvi medžiaga, kurią planuojama naudoti įvairiose pramonės šakose - nuo dviračių gamybos iki mikroelektronikos. Tačiau net minimalus atominės struktūros sumažėjimas CNT sukelia jų stiprumo sumažėjimą 50%. Tai leidžia abejoti dėl galimybės pastatyti kosminį liftą iš medžiagos, pagrįstos anglies nanovamzdomis.

10/16/2015, Andrejus Barabash 29

STANFORD universiteto mokslininkų komanda galėjo įgyvendinti mokslinį proveržį, kuris gali pakeisti amputorių gyvenimą. Mokslininkai sukūrė dirbtinį odos pakaitalą, kuris gali jaustis liesti ir perduoti šią informaciją nervų sistemai. Tokia technologija gali būti naudojama kuriant futuristines protezus, kurie bus pastatyti į žmogaus nervų sistemą. Be to, ši technologija leis žmonėms ne tik pajusti ryšį, bet ir nustatyti jų stiprumą.

Anglies nanovamzdeliai - rytoj naujoviškos technologijos. Nanobolens gamyba ir diegimas pagerins prekių ir produktų kokybę, gerokai sumažins jų svorį ir padidins jų svorį ir padidintų naujų charakteristikas.

Kas yra anglies nanovamzdeliai

Anglies nanovamzdeliai arba vamzdinė nanostruktūra (nanotubulė) yra dirbtinai sukurta laboratorinėmis sąlygomis, viena arba daugialypės tuščiavidurių cilindrinių konstrukcijų, gautų iš anglies atomų ir su išskirtinėmis mechaninėmis, elektrofizinėmis ir fizinėmis savybėmis.

Anglies nanovamzdeliai gaunami iš anglies atomų ir turi vamzdžių ar cilindrų formą. Jie yra labai maži (nano lygiu), kurio skersmuo yra vienas iki kelių dešimčių nanometrų ir iki kelių centimetrų ilgio. Anglies nanovamzdeliai susideda iš grafito, tačiau turi kitų savybių, kuriose nėra grafito. Jie nėra gamtoje. Jų kilmė turi dirbtinį pamatą. Nanotibų kūnas sintetinis, kurį žmonės sukūrė savarankiškai nuo pradžios iki pabaigos.

Jei pažvelgsite į padidėjusią milijoną kartų nanotube, tada galite pamatyti pailgos cilindrą, kurį sudaro lygiakraščiai šešiakampiai su anglies atomais ant jos viršūnių. Tai yra pjūvio grafito plokštumoje. Nanovuolių chiralumas priklauso nuo jo fizinių savybių ir savybių.

Padidėjęs nanotube, kai pratęsiamas cilindras, sudarytas iš lygiagretų šešiakampių su anglies atomais ant jo viršūnių. Tai yra susukta grafito plokštuma

Chiralumas (eng. Chiralumas) - molekulės nuosavybė nėra sujungta erdvėje su veidrodžio atspindys.

Jei interprost, tada chiralumas yra tada, kai mes apsisukti, pavyzdžiui, popieriaus lapo sklandžiai. Jei esate nuolatinis, tai yra ahiralumas. Nano-Bellows gali turėti vienos sluoksnio ir daugiasluoksnės struktūrą. Daugiasluoksnė struktūra yra ne tik kelios vienos sluoksnio nanovamzdeliai, "apsirengęs" po vieną.

Istorijos atidarymas

Tiksli nanotubų atidarymo data ir jų atradėjas yra nežinomi. Ši tema yra maisto ginčai ir motyvavimas, nes yra daug lygiagrečių šių struktūrų aprašymų iš skirtingų šalių mokslininkų. Pagrindiniai sunkumai nustatant atradiklį yra tai, kad nanovamzdeliai ir nanofiberiai, patenkantys į mokslininkų požiūriu, ilgą laiką nepadarė savo dėmesio ir nebuvo kruopščiai tiriami. Esami moksliniai darbai įrodyti, kad sukurti nanovamzdų ir pluoštų iš anglies turinčių medžiagų galimybė teoriškai leidžiama antroje pusėje praėjusio amžiaus.

Pagrindinė priežastis, dėl kurios ilgai nebuvo imtasi rimtų mikronų anglies junginių tyrimų, būtent tuo metu mokslininkai neturėjo gana galingo mokslinių tyrimų pagrindų, ty nebuvo jokių įrenginių, galinčių pagerinti studijų objektą ir švyturė jų struktūra.

Jei yra įvykių nanocherbbonbon junginių chronologine tvarka, tada pirmasis liudijimas patenka 1952 metais, kai sovietiniai mokslininkai iš Radushkevich ir Lukyanovich, buvo atkreiptas dėmesys į nanofibre struktūrą suformuota per skilimo šiluminio metodo anglies oksido (rusų Vardas - oksidas). Elektronų mikroskopinės įrangos struktūra turėjo pluoštą, kurio skersmuo yra apie 100 nm. Deja, neįprastos nanostruktūros fiksavimas nesilaikė ir tęsė tolesnius tyrimus.

Po 25 metų užmaršties nuo 1974 m. Informacija apie angro statybinių struktūrų egzistavimą iš anglies pradeda patekti į laikraštį. Taigi, Japonijos mokslininkų grupė (T. Koyyama, M. Endo, A. Oberlin) studijų metu 1974-1975 m. Daugelio jų studijų rezultatai buvo pateikti plačiajai visuomenei, kuriuose buvo plonų vamzdžių aprašymas, kurio skersmuo yra mažesnis nei 100 Å, kuris buvo gautas iš garų kondensacijos metu. Be to, tuščiavidurių struktūrų su struktūros ir švietimo mechanizmo aprašymas, gauto anglies savybių tyrime aprašyti Sovietų mokslininkai katalizės instituto SSRS mokslų akademijos 1977 m.

Å (Agshstrom) - atstumų matavimo vienetas, lygus 10-10 m. Sistemos sistemoje, artima animacija yra nanometras (1 nm \u003d 10 Å).

"Fullerenes" yra tuščiaviduriai, sferinės molekulės, esančios rutulio ar regbio rutulio formos.

"Fullerenes" - ketvirta, anksčiau nežinoma, anglies modifikacija, atvira anglų chemikui ir astrofizician harold mr

Ir tik po naudojimo jų moksliniuose tyrimuose naujausia įranga, leidžianti jį išsamiai apsvarstyti ir švyti anglies struktūrą Nanoubes, Japonijos mokslininkas Sumio-Idima (Sumio IIJima) 1991 metais, pirmieji rimti tyrimai buvo atliktas kaip rezultatas iš kurių jie sugebėjo gauti ir išsamiai ir išsamiai gauti anglies nanovamzdą..

Savo studijose profesorius Idnes gauti eksperimentinį mėginį paveikė purškiamas grafitas elektriniu lanku. Prototipas buvo kruopščiai matuojamas. Jo matmenys parodė, kad siūlų (rėmo) skersmuo neviršija kelių nanometrų, kurių ilgis yra nuo vieno iki kelių mikronų. Studijuodamas anglies nanovamzdų struktūrą, mokslininkai nustatė, kad objektas tiriamas gali turėti nuo vieno iki kelių sluoksnių, susidedančių iš grafito šešiakampio tinklelio, grindžiamo šešiakampiais. Tuo pačiu metu nanovuolių galai yra struktūriškai panašūs į dispoziciją pusę pilno molekulės.

Pirmiau minėtų tyrimų metu jau buvo žinomi mokslininkai, žinomi savo srityje kaip Jones, L.A. Chernozatonsky, M.YU. Cornilov prognozuoja galimybę susidaryti šią vollotropinę anglies formą, apibūdinančią jo struktūrą, fizines, chemines ir kitas savybes.

"NanoPe" daugiasluoksnės struktūra yra ne tik keletas vieno sluoksnio nanotubulenų, "apsirengęs" vienas ant vieno ant Rusijos Matory principo

Elektrofizinės savybės

Anglies nanovamzdų elektrofizinės savybės yra glaudaus viso pasaulio mokslininkų tyrimo etape. Nanovamzdelių projektavimas tam tikruose geometriniuose rodikliuose galite suteikti jiems laidumo ar puslaidininkių savybių. Pavyzdžiui, deimantų ir grafito yra anglies, bet dėl \u200b\u200bskirtumų molekulinės struktūros jie yra skirtingi, o kai kuriais atvejais priešingas savybes. Tokie nanovamzdeliai vadinami metalais arba puslaidininkiais.

Nanovubai, kurie atlieka elektros srovę net ir absoliutus nulinės temperatūros yra metalinės. Elektros srovės nulinis laidumas absoliučiam nuliui, kuris padidina temperatūros padidėjimą, rodo puslaidininkinio nanostruktūros ženklą.

Pagrindinė klasifikacija platinama grafito plokštumos sulankstymo metodu. Sulankstomo metodas yra žymimos dviem numeriais: "M" ir "N", kuris nustatė lankstinukų kryptį grafito grotelės vektoriuose. Nuo sulankstomos grafito plokštumos geometrijos, nanotubų savybės yra priklausomos, pavyzdžiui, sukimo kampas tiesiogiai veikia jų elektrofizines savybes.

Priklausomai nuo parametrų (N, M), nanovamzdeliai yra: tiesūs (Ahiral), pavara ("fotelis"), zigzag ir spiralės (chiral). Norėdami apskaičiuoti ir planuoti elektrinį laidumą, naudojama parametrų rodiklių formulė: (N-m) / 3.

Skaičiavimuose gautas sveikasis skaičius rodo metalo tipo nanovamzdų laidumą ir dalinį - puslaidininkį. Pavyzdžiui, metalai yra visi vamzdžiai, tokie kaip "kėdė". Metalo tipo anglies nanovamzdai atliekami su elektrine srove su absoliučiu nuliu. Nano-Bellows puslaidininkių tipas turi nulinį laidumą absoliučiame nuliui, kuris padidina didėjančią temperatūrą.

Nanovubai su metalo tipu laidumo gali maždaug praleisti milijardą amp už kvadratinį centimetrą. Varis, yra vienas iš geriausių metalinių laidininkų, yra prastesnis už nanovamzdų šiems rodikliams daugiau nei tūkstantį kartų. Viršijus laidumo ribą, šildymas atsiranda, kurį lydi tirpsta medžiaga ir molekulinės grotelės sunaikinimas. Su nano pertraukomis lygiomis sąlygomis, tai neįvyksta. Tai paaiškina labai dideliu šiluminiu laidumu, kuris du kartus viršija deimantų indikatorius.

Stiprumo požiūriu nanobolenas taip pat palieka kitas medžiagas. Jis yra stipresnis už patvariausius plieno lydinius 5-10 kartų (1,28-1,8 TPA pagal Jungo modulį) ir turi 100 tūkst. Kartų didesnių nei gumos elastingumą. Jei lyginate stiprumo ribų rodiklius, jie viršija panašias aukštos kokybės plieno stiprumo charakteristikas 20-22 kartus!

Kaip gauti JT

Nanovubai gaunami aukštos temperatūros ir žemos temperatūros metodais.

Aukšta temperatūra gali apimti lazerinio abliacijos, saulės technologijų ar elektrinio lanko iškrovimo metodus. Žemos temperatūros metodas absorbuojamas cheminis nusodinimas nuo garo fazės, naudojant katalizinį angliavandenilių skaidymą, dujų fazės katalizinį anglies monoksido auginimą, elektrolizę, polimero šiluminį apdorojimą, vietinę žemos temperatūros pirolizę arba vietinę katalizę. Visi būdai yra sudėtinga suprasti, aukštųjų technologijų ir labai brangių. NANOBES gamyba gali sau leisti tik didelę įmonę su galingu moksliniu pagrindu.

Supaprastinta, anglies nanovamzdelių gavimo su lanku taip:

Reaktorius buvo šildomas iki tam tikros temperatūros su uždara grandine per injekcijos vienetą, dujinėje būsenoje įvedama plazma. Reaktoriuje, viršutinėje ir apatinėje dalyje sumontuotos magnetinės ritės, iš kurių vienas yra anodas ir kitas katodas. Nuolatinė elektros srovė patiekiama ant magnetinių ričių. Plazmoje yra pasuktos ir magnetinio lauko plazmoje. Vykdant aukštos temperatūros elektratoplazmos lanką nuo anodo paviršiaus, kuris susideda iš anglies turinčių medžiagų (grafito), išgaruojančių ar "paliekant" anglies ir kondensuojasi į katodą anglies nanovamzdų pavidalu, esančiais nuosėdose. Kad anglies atomai būtų sugebėti kondensuoti ant katodo, temperatūra reaktoriuje yra sumažintas. Net trumpas šios technologijos aprašymas leidžia įvertinti nanobolens įsigijimo sudėtingumą ir sąnaudas. Tai užtruks net daug laiko, kol gamybos procesas ir taikymas bus prieinamas daugumai įmonių.

Foto galerija: schema ir įranga anglies nanovamzdeliams gauti

Montavimas ant vieno anglies nanovuolių sintezės pagal elektrinį lanko metodą MOKSLINIAI MAŽINIMO ĮRENGIMAS, SKIRTI VAMUJO NANOSTROUS
Žemas grūdintas būdas gauti

Įrengimas ilgai anglies nanovamzdeliams gauti

Tu esi toksinis?

Tikrai taip.

Laboratorinių tyrimų procese mokslininkai padarė išvadą, kad anglies nanovamzdeliai neigiamai veikia gyvus organizmus. Tai, savo ruožtu, patvirtina nanotubų toksiškumą ir yra mažiau ir mažiau mokslininkas abejoja šį svarbų klausimą.

Kaip parodė tyrimai, tiesioginis anglies nanovamzdų sąveika su gyvomis ląstelėmis sukelia jų mirtį. Ypač vienkartiniai nanovamzdeliai turi didelę antimikrobinę veiklą. Eksperimentai, mokslininkai pradėjo vykdyti bendrą bakterijų karalystės kultūrą (žarnyno lazdelę) e-soli. Tyrimo procese buvo taikomi vieno sluoksnio nanovamzdeliai, kurių skersmuo buvo 0,75-1,2 nanometrų. Kaip parodė eksperimentai, atsiradus dėl anglies nanovubų poveikio gyvenamojoje ląstelėje, įvyksta ląstelių sienelių (membranų) mechaninio metodo pažeidimas.

Nanovamzdeliai, gaunami pagal kitus metodus, turi didelį kiekį metalų ir kitų toksiškų priemaišų. Daugelis mokslininkų teigia, kad pačios anglies nanovamzdų toksiškumas nepriklauso nuo jų morfologijos, bet yra tiesiogiai prijungtas prie jų priemaišų (nanovamzdelių). Tačiau mokslininkų darbas iš "Yale" Nanotubų tyrimo srityje parodė klaidingą daugelio bendruomenių atstovavimą. Taigi, žarnyno lazdų (e-SLI) bakterijos studijų procese buvo gydomi vienos sluoksnio anglies nanovubai vieną valandą. Kaip rezultatas, dauguma e-soli mirė. Šie tyrimai nanomedžiagų srityje patvirtino jų toksiškumą ir neigiamą poveikį gyviems organizmams.

Mokslininkai padarė išvadą, kad vieno sluoksnio nanovamzdeliai yra pavojingiausi, tai yra dėl proporcinio santykio anglies nanotube ilgio iki jo skersmens.

Skirtingi tyrimai, susiję su anglies nanovubų įtaka žmogaus organizme, vadovavo mokslininkai apie identišką poveikį, kaip ir asbesto pluoštų atveju organizme. Neigiamų asbesto pluoštų poveikio laipsnis tiesiogiai priklauso nuo jų dydžio: tuo mažiau neigiamas poveikis yra stipresnis. Ir anglies nanovamzdų atveju ir abejonių, tai nėra jų neigiamas poveikis organizmui. Rasti į kūną kartu su oru, nanotube per pleurą yra išspręsta į krūtinę, taip sukeliant sunkius komplikacijas, ypač vėžio navikus. Jei skverbtis į nano-pupelių kilimą atsiranda per maistą, tada jie apsigyveno ant skrandžio ir žarnyno sienų, sukeliančių įvairių ligų ir komplikacijų.

Šiuo metu mokslininkai atlieka nanomedžiagų biologinio suderinamumo tyrimus ir naujų technologijų paiešką saugiam anglies nanovamzdų gamybai.

Perspektyvos

Anglies nanovamzdeliai užima platų taikymo sritį. Taip yra dėl to, kad jie turi molekulinę struktūrą rėmo pavidalu, todėl jis turi savybių, kurios skiriasi nuo deimantų ar grafito. Tai yra dėl savo skiriamųjų požymių (stiprumas, laidumas, lenkimo) anglies nanovamzdeliai dažniau taikomi, palyginti su kitomis medžiagomis.

Šis anglies išradimas naudojamas elektronikoje, optika, mechaninėje inžinerijoje ir pan. Anglies nanovamzdeliai naudojami kaip priedai skirtingiems polimerams ir kompozitams molekulinių junginių stiprumui stiprinti. Galų gale, visi žino, kad anglies junginių molekulinė grotelė turi neįtikėtiną jėgą, ypač grynine forma.

Anglies nanovamzdeliai taip pat naudojami kondensatorių ir įvairių rūšių jutiklių, anodų, kurie yra būtini baterijų gamybai, kaip elektromagnetinio bangų absorberio gamybai. Platus naudojimas Šis anglies junginys randamas telekomunikacijų tinklų ir skystųjų kristalų ekranų gamyboje. Taip pat nanovamzdeliai naudojami kaip katalizinių savybių stiprintuvas apšvietimo įrenginių gamybai.

Komercinė taikymas

Turgus	Taikymas	Anglies nanovuolių savybės
Automobiliai	Išsami informacija apie degalų sistemą ir degalus (jungtys, siurblių dalys, sandarinimo žiedai, vamzdžiai), išorinės kūno dalys elektros grandinės (buferiai, veidrodžių korpusas, kuro bako kepurės)	Patobulinta turto balansas, palyginti su technine anglimi, didelių dalių perdirbimo gebėjimu, atsparumas deformacijai
Elektronika. \\ T	Technologinės priemonės ir įranga, kasetės puslaidininkių plokščių, konvejerio juostelės, sutrikimas, įranga švarių patalpų	Padidėjęs mišinių švarumas, palyginti su anglies pluoštais, kontroliuojant konkretų paviršiaus atsparumą, gebėjimą apdoroti plonas dalis, stabilumą deformacijai, savybių balansas, alternatyvūs plastikiniai mišiniai, palyginti su anglies pluoštais

Anglies nanovamzdeliai neapsiriboja tam tikra sistema, skirta naudoti įvairiose pramonės šakose. Medžiaga išrado palyginti neseniai, ir, atsižvelgiant į tai, šiuo metu plačiai naudojamas daugelio pasaulio šalių mokslo pokyčiuose ir tyrimuose. Tai būtina siekiant išsamesnio tyrimo savybių ir charakteristikų anglies nanovubų, taip pat didelio masto materialinės gamybos sukūrimo, nes ji šiuo metu užima gana silpnas pozicijas rinkoje.

Anglies nanovamzdeliai naudojami atvėsti mikroprocesoriams

Dėl gerų atliekų savybių dėka anglies nanovamzdų naudojimas mechaninėje inžinerijoje užima platų asortimentą. Ši medžiaga naudojama kaip prietaisai aušinimo įrenginiams, turintiems didelių dydžių. Visų pirma, tai yra dėl to, kad anglies nanovamzdeliai turi aukštą specifinį šiluminio laidumo koeficientą.

Nanovamzdų naudojimas kompiuterinių technologijų plėtrai užima svarbų vaidmenį elektronikos pramonėje. Dėl šios medžiagos naudojimo buvo nustatyta gaminti gana plokščių ekranų gamybai. Tai prisideda prie kompaktiškų kompaktinių dydžių išleidimo, tačiau tuo pačiu metu jie nėra prarasti ir netgi techninės elektroninės skaičiavimo mašinos charakteristikos. Anglies nanovamzdų naudojimas kompiuterinių technologijų ir elektroninės pramonės plėtrai pasieks įrangos gamybą, kuri kartais bus viršyta dabartinėmis analogais. Remiantis šiais tyrimais, jau sukurtos aukštos įtampos kinezės.

Pirmasis "Carbon NanoTube" procesorius

Naudojant problemas

Viena iš nanotubų taikymo problemų yra neigiamas poveikis gyviems organizmams, o tai daro abejones dėl šios medžiagos naudojimo medicinoje. Kai kurie ekspertai teigia, kad masinio gamybos anglies nanovamzdų procese gali atsirasti nemalonus rizika. Tai yra, kaip plėtojant nanovamzdų paraiškas, jų gamybos poreikis plačiai atsiras ir, atitinkamai, bus grėsmė aplinkai.

Mokslininkai siūlo ieškoti būdų, kaip išspręsti šią problemą naudojant ekologiškesnius metodus ir metodus anglies nanovamzdų gamybai. Ji taip pat buvo pasiūlyta gamintojams šios medžiagos rimtai kreiptis į "valymo" CVD proceso pasekmes, kuri, savo ruožtu, gali turėti įtakos produktų sąnaudų padidėjimui.

Nanotubų neigiamo nanotubų poveikio nuotraukos a) žarnyno ląstelės ląsteles į nanovamzdų poveikį; b) ląstelės po nanovuolių poveikio

Šiuolaikiniame pasaulyje anglies nanovamzdeliai labai prisideda prie naujoviškų technologijų plėtros. Ekspertai prognozuoja, kad ateinančiais metais padidintų nanaubų gamybą ir sumažintų šio produkto kainas. Tai, savo ruožtu, bus išplėsti nanovamzdų sferas ir padidinti vartotojų paklausą rinkoje.