Forscher an Argonne-Nationalem Laboratorium Wachsen Kohlenstoff Nanotubes mit Flügel - Wie Extensionen

Diamanten sind die härteste bekannte Substanz. Kohlenstoff nanotubes sind das stärkste. Wissenschaftler an der US-Abteilung von das Argonne-Nationalem Laboratorium der Energie versuchten, das Beste beider Welten zu kombinieren, indem sie ein zusammengesetztes nanostructure erstellten. Sie wollten kleine Kohlenstoffgefäße mit kleinen Diamanten wachsen.

Aber die Ergebnisse waren nicht wie erwartet. Stattdessen änderte das Experiment die Fläche der nanotubes und erstellte Flügel ähnliche Extensionen. Selbst wenn das Ergebnis nicht war, nach was die Experimentatoren suchten, drücken möglicherweise diese geänderten Oberflächen nanotubes weiter in die Welt von praktischen und angewandten Materialien und von Anlagen. Sie stellt auch Einblick in zur Verfügung, wie man eine auftauchende Klasse Material Ruf„nanocarbons synthetisiert,“ bestehen die aus verschiedenen Allotropen - den gleichen Elementen mit verschiedenen Molekülstrukturen - des Kohlenstoffes, der am nanoscale kombiniert wird, um neue Materialien mit eindeutigen Eigenschaften zu erbringen.

„Wir versuchten, eine Zusammensetzung zu erhalten, aber die nanotubes wurden geändert,“ sagte Argonne-Forscher Susan Trasobares. „Wer geschätzt haben könnte?“

Die Kohlenstoffatome, die nanotubes und Fullerenes bilden, sind wie Graphit in den Blättern geklebt, die ähneln „Maschendraht.“ Wenn die Blätter in eine Kugel gerollt werden, machen sie Fullerenes - die Fußball-Kugel-förmigen Kohlenstoffmoleküle, die zu Graphit und Diamanten unterschiedlich sind. Wenn die Blätter in einen nahtlosen Zylinder gerollt werden, erstellen sie Kohlenstoff nanotubes.

Die eindeutigen Eigenschaften dieser nanotubes, einschließlich ihre Stärke, elektrische Eigenschaften und Leitfähigkeiten, machen sie nützlich in den elektronischen und mechanischen Anwendungen. Und sie sind Kleinnur ein zehntausendst die Breite eines Menschenhaars.

Kohlenstoff nanotubes sind für strukturelle Verstärkung und in den Lithium-Ionen-Batterien und in den Fernsehbildschirmanzeigen verwendet worden, aber Argonne-Wissenschaftler John Carlisle sagte, dass sie noch in der Prototypstufe sind.

Forscher suchen nach Methoden, nanotubes zu ändern' Eigenschaften. Carlisle sagte, dass durch wachsende Diamanten und nanotubes zusammen, er möglicherweise und Trasobares einen Verbundwerkstoff, der besser ist, als die Summe der Teile erhalten.

So standen sie die nanotubes oben an ihren Enden, wie den Gabeln, die oben haften und setzten sie dann unter den Plasmareaktor. Da das Plasma normalerweise verwendet wurde, um ultrananocrystaline Diamanten zu wachsen, ein Baumuster Diamantfilm mit nmkörnern, dachten sie, dass Diamanten an den Enden der Gefäße wachsen würden.

„Gut, funktionierte es nicht,“ sagte Carlisle. „Es war ein entsetzliches Versagen. Dieses ist Wissenschaft an seinem Besten.“

Das Plasma aß weg die Enden der nanotubes. Der Kohlenstoff reagierte mit dem Plasma und verdunstete.

Jedoch in einer der Proben, wurden einige der nanotubes in eine Waagerechte - wie Erntekreise in der nanotube Probe geklopft. Nachdem sie die Proben mithilfe der Elektronenmikroskopie-Mitte geprüft hatten, entdeckten die Forscher, dass das gleiche Ätzverfahren, das die vertikalen nanotubes zerstörte, einfach öffnen die glatten Seitenwände der horizontalen nanotubes zerriss. Dann Kohlenstoffmoleküle geklebt, um Flügel herzustellen.

Carlisle sagte, dass er erwog, die Modifikationen „stachelige nanotubes“ zu benennen oder „fliegende nanotubes,“ aber Trasobares schlug „Graphitflügel“ vor, um diese eindeutigen Zellen zu beschreiben, und Carlisle stimmte zu.

„Der gute Teil, wenn Sie Forschung tun, ist, dass viele Male Sie etwas finden, Sie erwarteten nicht,“ sagte Trasobares. „Sie müssen bitten: Was ist los? Was erhalten wir? Warum erhalten wir es? Was es bedeutet?“

Für Wissenschaft bedeutet es, dass es einen neuen Prozess gibt, zum der glatten unreactive Oberfläche der nanotubes zu ändern und die Fläche und die Anzahl von reagierenden Punkten erhöht. Am wichtigsten rieben die Lernpausen für neue Nanomaterials und neue nanocomposites mit neuen Eigenschaften.

Und Forscher können auf möglichen Anwendungen spekulieren.

Während die Anzahl von reagierenden Zonen erhöht, erhöht die Anzahl von molekularen Gruppen, die zu den nanotubes befestigen können. Functionalization verbessert. Die Zunahme der Fläche könnte Elektronenemissionseigenschaften auch ändern, die für Flachbildschirmanzeigen wichtig sind. Mehr Emissionssites bedeuten einen größeren Strom, der eine hellere Bildschirmanzeige bedeutet.

Flügel konnten auch helfen, das nanotube an den Polymeren zu verankern. Die zwei stellen selten eine gute Beziehung her. Mit diesem Fortschritt sind die Klappen für chemische Fühler, Fühlerspitzen, Brennstoffzellen, Partikel Röntgenstrahlen, Gewebe, nanowires und künstliche Muskeln geöffnet.

Während die Forschung fortfährt, werden mehr Anwendungen entwickelt möglicherweise. Aber Carlisle sagte, dass dieses nicht über Nacht geschieht. Es gibt noch viele Prüfungen, zu tun und viele zu lösen Probleme.

„Als Wissenschaftler, träumen wir über, welche Sachen möglicherweise möglich wären,“ Carlisle sagten. „Wenn Sie den Prozess betrachten von, wie wirkliche Technologie sich entwickelt, fangen Sie an, zu schätzen, wie wirklich stark er ist.“

Am 16. Juli 2004 Bekannt gegebenth

Date Added: Aug 10, 2004 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 22:57

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