Углеродные наноматериалы ФУЛЛЕРЕНЫ ГРАФЕН УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ Имя Никитин

Углеродные наноматериалы. ФУЛЛЕРЕНЫ ГРАФЕН УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ Имя: Никитин Даниил Группа: 4 9 Кафедра: ТП и МЭТ ИГХТУ

Введение Анализ состояния и тенденций развития объектов наноиндустрии в настоящее время позволяет сделать вывод о том, что одной из наиболее перспективных областей нанотехнологий является синтез углеродных наноматериалов (УНМ) фуллереноподобных структур, представляющих собой новую аллотропную форму углерода в виде замкнутых, каркасных, макромолекулярных систем.

Фуллерены C 60 F 36 C 60(CF 2)

Нобелевские лауреаты 1996 г. За открытие фуллеренов. Роберт Кёрл Харольд Крото Ричард Смолли

С 60 Бакминстерфуллерен

С 70 и модификации фуллерена C 60 F 36 С 70 C 60 F 20 или сатурен С 60 F 18 С 60(СF 2)

Методы получения фуллеренов ЛАЗЕРНОЕ ИСПАРЕНИЕ ГРАФИТА

Дуговой контактный разряд Схема установки по производству С 60 в граммовых количествах 1 графитовые электроды; 2 охлаждаемая водой медная шина; 3 охлаждаемая водой поверхность, на которой осаждается угольный конденсат ; 4 пружины.

Усовершенствованный дуговой метод

Применение фуллеренов 1) производство аккумуляторных батарей 2) оптические затворы 3) присадки для ракетных топлив, смазочного материала 4) медицина и фармакология

Графен Это слой углерода толщиной в один атом, состоящий из конденсированных шестичленных колец.

Нобелевская премия по химии 2011 Андрей Константинович Гейм Константин Сергеевич Новоселов

Строение Идеальный графен состоит исключительно из шестичленных колец; появление дефектов приводит к образованию в структуре графена некоторого количества пяти или семичленных колец и, соответственно, к искривлению плоской поверхности. Так, наличие некоторого числа пятичленных колец приводит к сворачиванию атомной плоскости в конус, а структура с 12 такими дефектами известна также под на званием фуллерен.

Методы получения: Микромеханическое отшелушивание слоев графита; метод Новоселова (метод скотча). Диспергирование оксида графита в жидких средах Метод "выпотевания" углерода из растворов в металлах или при разложении карбидов Диспергирование оксида графита

Метод скотча Впервые Г был получен в 2004 г. К. Новоселовым и А. Геймом на первый взгляд довольно простым способом: об разец графита помещали между лентами скотча и по следовательно отшелушивали слои, пока не остался последний тонкий слой. Среди этих пленок бы ли как однослойный графен, так и многослойный с не большим числом слоев. После отшелушивания пленки прижимались к подложке из диоксида кремния; таким путем достигалась стабилизация двумерной пленки графена.

Схема получения графена через промежуточное образование Гр. О

Применение 1) В наноэлектронике в качестве подложек. 2) Создание транзисторов и других элементов микросхем на основе графена. 3) Графен в качестве сверхчувствительного сенсора для обнаружения отдельных молекул в газовой фазе. Изготовление на основе графена электродов в супер конденсаторах (ионисторах) для использования их в качестве перезаряжаемых источников тока. Использование графена для создания мембран с регулируемой проницаемостью, анизотропных ионных проводников, сверхъярких светодиодов и эффектив ных солнечных батарей. Создание новых углеродных композитов на основе графена. Создание композитов графена с металлсодержащими наночастицами. В ряде сообщений говорится о возможности использования графена, как материала для создания гибких ЖК дисплеев.

Углеродные нанотрубки

Получение Дуговой синтез

Установка для лазерного синтеза

Кроме них широкое применение находят: Каталитический пиролиз ацетилена Электролитический синтез УНТ Метод квазисвободной конденсации пара

Сферы применения Механические применения: сверхпрочные нити, композитные материалы, нановесы. Применения в микроэлектронике: транзисторы, нанопровода, прозрачные проводящие поверхности, топливные элементы. Для создания соединений между биологическими нейронами и электронными устройствами в новейших нейрокомпьютерных разработках. Капиллярные применения: капсулы для активных молекул, хранение металлов и газов, нанопипетки. Оптические применения: дисплеи, светодиоды. Медицина. Одностенные нанотрубки (индивидуальные, в небольших сборках или в сетях) являются миниатюрными датчиками для обнаружения молекул в газовой среде или в растворах с ультравысокой чувствительностью — при адсорбции на поверхности нанотрубки молекул её электросопротивление, а также характеристики нанотранзистора могут изменяться. Такие нанодатчики могут использоваться для мониторинга окружающей среды, в военных, медицинских и биотехнологических применениях. Трос для космического лифта, так как нанотрубки, теоретически, могут держать и больше тонны… но только в теории. Потому как получить достаточно длинные углеродные трубки с толщиной стенок в один атом не удавалось до сих пор.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!