Entender las propiedades básicas de los nanomateriales es de vital importancia para su uso en la nanotecnología. Como uno de los materiales más ampliamente estudiados en la última década, los nanotubos de carbono (CNT) presentan una serie de propiedades interesantes. Sin embargo, el uso generalizado de la CNT en la nanotecnología se ve obstaculizada por la falta de homogeneidad intrínseca del material sintetizado a granel. La dificultad de separar los nanotubos metálicos y semiconductores a partir del material sintetizado evita el uso de la CNT en aplicaciones donde la construcción de bloques idénticos con las mismas propiedades que serían necesarios. Otro problema con el uso de la CNT en las aplicaciones de la nanotecnología es su características de dispersión pobre en disolventes de bajo punto de ebullición sin el uso de surfactantes adicionales. Estas cuestiones muy motivar a las investigaciones de los nanomateriales alternativa. Uno de los nuevos materiales prometedores cuya síntesis fue reportado por primera vez [1] en 2004, son el molibdeno-yodo-azufre nanocables. Su síntesis y preparación son mucho menos exigentes que los CNT y no es sorprendente, desde su descubrimiento, los materiales fueron investigados con una amplia gama de técnicas y han sido objeto de numerosas investigaciones y diversos, incluyendo la búsqueda de posibles aplicaciones industriales. El material resultó ser una realización de una dimensión molecular de cable como nanomaterial que suele aparecer en los paquetes ordenados [2,3] que tienen buena dispersabilidad en una amplia gama de disolventes comunes [4,5], en muchos aspectos funcionalmente muy similar de nanotubos de carbono. La síntesis relativamente simple de la materia a partir de elementos sin ningún tipo de catalizadores [1] nos da una posibilidad para la producción de escala y por lo tanto, la aplicabilidad de los materiales en la tecnología industrial. Un número de posibles aplicaciones están siendo perseguidos, que van desde la electrónica molecular y compuestos de llevar a cabo tribológicas. Métodos y Materiales En este artículo nos informe sobre la recopilación de diferentes investigaciones sobre las propiedades básicas de los nanocables de molibdeno, yodo, azufre. Las investigaciones van desde los estudios estructurales a los estudios de las propiedades mecánicas, ópticas y de transporte. La estructura se estudió en combinación de técnicas experimentales que incluyeron mediciones de rayos X de difracción de polvo (DRX), de rayos X de los experimentos de absorción de estructura fina (XAFS), la distribución atómica par de análisis de funciones (PDF) de alta resolución y microscopía electrónica de transmisión (HRTEM) y microscopía electrónica de transmisión (STEM). Las técnicas experimentales se complementan con los cálculos de primer principio. La investigación de las propiedades ópticas incluyen mediciones de reflectividad y absorción de las películas delgadas o mecánicamente orientado, las muestras a granel o en soluciones. Composición de nanocables Los nanocables que fueron investigadas tienen la fórmula química Mo 6 S 9-x que x (3 <x <6) y pertenecen a un grupo de compuestos cluster basado en calcogenuros de metales de transición. Mientras que los grupos en la mayoría de estos compuestos cristalinos forman una red tridimensional, los grupos de Mo 6 S 9-x que x (MOSIX) están dispuestos en una sola dimensión cadenas. Después de la síntesis de un solo paso que procede de los elementos de los nanocables MOSIX suelen ser presentados en manojos, pero los paquetes pueden ser controlada dispersa y se encontraron para formar una dispersión estable con cada uno de los cables moleculares [5]. Los nanocables de MOSIX que fueron utilizadas en estas investigaciones fueron suministrados por una empresa MO6 y procesada por lavado, la dispersión y la sedimentación. Propiedades estructurales de los nanocables La estructura de Mo 6 S 9-x que x nanocables se comenzó a estudiar con difracción de rayos X [1]. Ha quedado claro que pronto otras técnicas o una combinación de técnicas serán necesarias para la determinación detallada de la estructura. La determinación precisa de la ocupación atómica de diferentes sitios de espectros de rayos X se vio obstaculizada, debido a los nanocables individuales a menudo no son perfectamente ordenado entre sí dentro de un paquete, y los paquetes se están torcidos o deformes. L a estructura básica se determinó mediante la combinación de la información de la estructura local de XAFS con la información de la estructura promedio de las mediciones de rayos-X de difracción de polvo [6]. La estructura obtenida (figura 1) se describe mejor en términos de un polímero unidimensional compuesto de cadenas de enlaces covalentes Mo-calcogenuros de haluro de grupos, compuesto por Mo 6 (S, I) 6 unidades, unidas entre sí por tres cationes (S o I). Meden et al [6] determinó el grupo espacial como P63, que corresponde a la estructura del paquete con tres paralelos Mo 6 S 3 I 6 cables dentro de la celda unidad. El estudio, que se complementó con la teoría funcional de la densidad (DFT) cálculos, también mostró que no existen enlaces covalentes entre los nanocables individuales, lo que conduce a la notable unidimensional propiedades y fácil dispersión en nanocables individuales molecular. Esta propiedad da lugar a trastorno de embalaje cuando diapositiva hilos nanocables de unos contra otros dentro de los paquetes.  Figura 1. La estructura atómica de los nanocables Mo6S3I6. (A) Vista lateral de un individuo Mo6S3I6 cadena molecular con los átomos de S en las posiciones de puente B y (b) la proyección a lo largo del eje c cristalina. Los primeros rayos X experimentos de difracción se indica la cadena de pedidos de acuerdo a la hexagonal P63 spacegroup12 (la celda unidad se muestra con líneas continuas) Cuando la orientación preferrential de la muestra en los experimentos de difracción de rayos X fue tomada en cuenta, el acuerdo con el modelo propuesto por Meden et al. [6] fue suficiente para determinar la estructura de base más allá de cualquier duda razonable, pero no la ocupación de S y en la columna vertebral. El estudio complementario estructural por la función de distribución de par (PDF) el análisis [7] confirma la estructura del esqueleto, pero al mismo tiempo, planteó algunas dudas con respecto a la población de S y en las diferentes posiciones. Ambos estudios coinciden en presencia de S en los planos de puente (posición B) y el yodo para la posición A, pero no parece haber una discrepancia con respecto a la ocupación de la posición central de puente se muestra como un átomo de C en la Figura 1. Mientras que la difracción de rayos X muestra que esto es más o menos desocupados, los estudios sugieren lo contrario PDF. Esta discrepancia se resolvió al parecer por HRTEM y estudios STEM, que no mostró ninguna ocupación en el sitio C. Estructura de auto-ensamblado de nanocables Cristales HRTEM y estudios de STEM han llevado a cabo por Nicolosi et al. [8] en Mo 6 S 4.5 I 4.5 (o 12-9-9) y Mo 6 S 3 I 6 con techniqes avanzada, en particular de campo oscuro anular (ADF) de imágenes. ADF de imagen usando con corrección de aberraciones de STEM se utilizó para determinar la estructura de los cristales de nanocables de auto-ensambladas con gran precisión todo para Mo 6 S 3 I 6. Sobre la base de una comparación muy detallada de los calculados y los observados a lo largo de las imágenes TEM estructurales diferentes ángulos como se muestra en la figura 2, los autores concluyeron que el embalaje de los nanocables tiene un P-1 (# 2) la estructura, en lugar de una R-3 (# 148) o P63 (# 173) los grupos de espacio propuesto anteriormente, debido a un efecto más sutil, es decir, la ausencia de una simetría de rotación a lo largo del cable, lo que daría lugar a un entramado triclínico.  Figura 2. (A), (b) imágenes HRTEM de paquetes ensambladas a partir de nanocables individuales. (C) - (h) Los pares de imágenes experimentales de STEM ADF (primera fila) y la imagen de las simulaciones (segunda fila) hecho por tres de alta simetría direcciones. Los autores mostraron que los nanocables consisten en una amplia serie de celdas unidad bien definida cada una compuesta de seis planos atómicos (ver figura 3), dando lugar a una superestructura menos simétrico de lo que se propone [6]. Los átomos que fueron asignados a los sitios A, como se indica en la figura 1, mientras que los átomos de S ocupar los sitios B. Las posiciones centrales puente (sitio C) no estaban ocupadas.  Figura 3. La estructura de nanocables de Mo 6 S 3 I 6 según lo determinado por Medicion madre [8]. Los soportes de definir la celda unidad de los nanocables, que contiene 12 Mo (rojo), 6 S (amarillo), 12 I (púrpura) átomos. Una técnica de determinación estructural a nanoescala es esencial, ya que los intentos anteriores utilizando difracción de rayos X no han tenido éxito y / o insuficientemente precisas para determinar las diferencias sutiles en la ocupación de la S y los sitios que. La estabilidad de las estructuras con diferente estequiometría Mo 6 S x 9 x que también fue confirmado por la teoría funcional de la densidad (DFT) cálculos en el rango de 4,5 <x <6. Cabe destacar que los cálculos también mostró que hay muy poca diferencia de energía entre la estequiometría diferentes (en la red principal), lo que indica que S y yo podría ser el intercambio con relativa libertad, y también confirma que sólo hay interacciones muy débiles entre los nanocables individuales. Los cálculos DFT de la estructura de Meden et al. [6] y también los cálculos de Tomanek et al. [10] de 12-9-9, y por Vilfan y Nicolosi et al. [9] de 636 predecir el material a un metal de banda estrecha a lo largo de la dirección del eje de los nanocables, pero tienen un carácter esencialmente no metálicos para el transporte a través de los nanocables. 7. G. Paglia, Božin ES, Vengust D., "Determinación de la estructura exacta de Mo 6 S y Z que los nanocables de distribución atómica par de funciones (PDF) Análisis" Chem. Mater 18, pp 100-106, 2006. 8. Nicolosi V., Nellist P., Sanvito S., CE Cosgriff, S. Krishnamurthy, WJ Blau, M. Green, D. Vengust, D. Dvoršek, D. Mihailovic, G. Compagnini, J. Sloan, Stolojan V., Carey JD, Pennycook J. Coleman, JN, "La observación de van der Waals impulsado auto-ensamblaje de nanocables de MoSI en la estructura bajo la simetría, utilizando con corrección de aberraciones microscopía electrónica", Adv. mater 19, número 4 (Weinh.), pp 543 -. 547, de 2007. 9. Vengust D., F. Pfuner, Degiorgil., Vilfan I., V. Nicolosi, Coleman JN, Mihailović D., "Propiedades ópticas de Mo 6 S 3 I 6 nanocables", Phys. En prensa. Rev. B 10. Yang T., S. Okano, Bereber S., Tománek D., "La interacción entre la estructura y Magnetismo en Mo I 12 S 9, los nanocables", Phys.. Rev. Lett. 96, pp 125502-1-4 de 2006. 11. A. Kis, Csanyi G., D. Vrbanič, A. Mrzel, D. Mihailović, AJ Kulik, L. Forro, "Investigación nanomecánicos de Mo 6 S I 9_x x paquetes de nanocables", pequeña 3, pp 1544-1547, 2007 y Kis A., et al. "Shear y módulos de Young de MoS cuerdas de nanotubos". Adv. Mater 15 (9), pp 733 a 736, 2003
Date Added: Nov 14, 2007
Last Update: 9. October 2011 22:22
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