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DOI : 10.2240/azojono0126

Adattando la Bagnabilità delle Polveri di Nanotube del Carbonio, dei Documenti Bucky e di Nanofibers Verticalmente Stato Allineato

DESYGN l'IT - Edizione Speciale

Progettazione, Sintesi e Crescita di Nanotubes per Tecnologia Industriale

Uwe Vohrer, Justin Holmes, Zhonglai Li, AunShih, Pagona Papakonstantinou, Manuel Ruether e Werner Blau

PTY Srl di Copyright AZoM.com.

Ciò è un articolo del Sistema delle Ricompense dell'Azo Access Aperto (Azo-REMI) distribuito ai sensi dei Azo-REMI http://www.azonano.com/oars.asp che l'uso senza restrizione dei permessi ha fornito il lavoro originale correttamente è citato ma è limitato a distribuzione ed alla riproduzione non commerciali.

Presentato: 6 novembre 2007th

Inviato: 16 novembre 2007th

Argomenti Coperti

Estratto

Parole Chiavi

Introduzione

Sperimentale

Produzione di Carbonio Nanotubes

Produzione di CNTs Sviluppato Stato Allineato

Trattamento del Plasma

Metodi Analitici

Risultati e Discussione

Produzione Di Carta Bucky

Trattamento del Plasma dei Documenti Bucky

Trattamento del Plasma di CNTs Sviluppato Stato Allineato

Conclusioni

Riconoscimento

Riferimenti

Dettagli del Contatto

Estratto

All'interno del progetto di ricerca di DESYGN-IT, costituito un fondo per dalla Commissione Europea, I nanotubes del carbonio (CNT) sono stati studiati sotto forma di polvere, sviluppata verticalmente su un substrato di Si e come le lamiere sottili o stuoie di CNT, principalmente fatte riferimento quanto “a documento bucky„. dovuto la loro natura, functionalization o alterazione idrofobo ed inerte dei nanotubes può essere necessario da ottimizzarli per le applicazioni desiderate. Il trattamento di scarico di incandescenza di pressione bassa è stato studiato in termini di loro capacità di aumentare la bagnabilità dei documenti bucky prodotti dalle multi polveri murate dei nanotubes del carbonio (MWNT). I documenti bucky di Hydrophilized sono richiesti per il loro uso come azionatori in una soluzione dell'elettrolito o in un substrato per le colture cellulari. L'apertura dei cappucci protettivi di CNTs sviluppato stato allineato basato sul trattamento del plasma era un secondo scopo. I materiali come-prodotti del nanotube del carbonio (polvere, documento bucky, strutture state allineate) come pure i campioni trattati plasma sono stati caratterizzati dalle tecniche analitiche di superficie come SEM, ESCA, TGA, SCOMMESSA per trovare che il parametro ottimizzato imposta. Usando l'ossigeno che contiene i plasmi, l'aumento nella bagnabilità delle stuoie di CNT ha potuto essere indicato con successo. La polimerizzazione del Plasma di un monomero di carbofluorine su un documento bucky piombo alle superfici superhydrophobic. Abbiamo trovato che nell'ambito dei parametri delicati dell'ossidazione l'allineamento verticale di MWNTs rimane identicamente mentre le circostanze più dure distruggono la forma di CNT senza aprire i cappucci protettivi.

Parole Chiavi

Caratterizzazione, nanotube del carbonio, documento bucky, trattamento del plasma, functionalization, ESCA

Introduzione

Fin dalla loro scoperta, i nanotubes del carbonio sono stati annunziati come il nuovo materiale di meraviglia del futuro. I Loro beni meccanici ed elettronici notevoli li destinano per svolgere un ruolo principale in tutti i tipi di in nanotecnologie e di elettronica molecolare [1, 2, 3]. Almeno due transenne importanti devono essere sormontate per compiere questo potenziale. In Primo Luogo, la manipolazione di diversi tubi è nel migliore dei casi oggi difficile, che impedisce la fabbricazione in serie delle unità. In Secondo Luogo, la capacità di regolare i vari beni del materiale per essere adatte alle applicazioni particolari deve essere raggiunta. Così c'è una necessità di sviluppare le tecniche di functionalization per la manipolazione della post-crescita dei beni dei nanotubes [4, 5].

Per esempio l'applicazione dei nanotubes come rinforzi nei compositi del polimero, substrati per coltura cellulare, sensori, azionatori ed emettitori del campo con i nanotubes come-crescenti è tecnologicamente difficile dovuto la natura nonreactive ed idrofoba (solubilità limitata in solventi organici), il noncleanliness relativo della loro superficie (presenza di strato di carbonio amorfo) e l'agglomerazione naturale del CNTs nei gruppi. Per superare questi problemi, una modifica dei nanotubes del carbonio cambiando la loro composizione chimica di superficie è risultato essere efficiente.

Functionalizing i nanotubes del carbonio con una serie di gruppi funzionali è conosciuto per aumentare la loro reattività chimica e può essere usato come punto di partenza per ulteriore modifica chimica. Parecchi metodi quali il prodotto chimico [6, 7, 8, 9], lo spostamento del polimero e] 10 [elettrochimico [11] ed il trattamento del plasma si sono applicati per modificare la superficie di CNT. DAI et al. descrive l'apertura dei nanotubes sviluppati stati allineati ricoperti dai nanorods del Tecnico Di Assistenza via incisione2 del Noioso-plasma come pure il deposito della polimero-pellicola e di acetaldehyd-plasma-attivazione [12, 13]. Oltre a quello, altre pellicole come PMMA [14] o il pirrolo [15] sono stati depositati. Il functionalization di CNTs è stato esplorato per esempio usando l'idrogeno [16], l'azoto [17], l'ammoniaca [18], plasmi2 di O/Ar [19], 2 della O [20], 4 dei CF [21, 22], o6 di SF [23]. Fondamentalmente, dato che uso delle schiere del nanotube in unità dell'emissione e del sensore di campo abbiamo indicato che il functionalization del plasma [24] può conservare l'allineamento verticale delle schiere del nanotube del carbonio.

Le conclusioni dei nanotubes o dei nanofibers verticalmente stati allineati del carbonio come sintetizzato sono ricoperte normalmente da una particella del catalizzatore incapsulata carbonio. Per permettere all'inserzione delle molecole dell'ospite (DNA, incissione all'acquaforte dell'idrogeno) l'apertura delle estremità dei nanotubes è desiderata. I vari metodi impiegati finora sono basati sullo smembramento mechanichal della dissoluzione di tre principi (i) (ii) chimico bagnato o (ii) masterizzazione assistita sull'ossigeno ad alta temperatura. Tuttavia tali metodi sono accompagnati dagli effetti deleteri di distruggere l'allineamento verticale e la struttura elettronica dei nanotubes.

In questo documento riferiamo un metodo rapido e rispettoso dell'ambiente di scarico di incandescenza di pressione (LPGD) bassa per preparare i documenti bucky del nanotube del carbonio con la bagnabilità controllabile. Egualmente riferiamo sull'effetto della temperatura ambiente LPGD sulla morfologia e sulla chimica della superficie dei nanofibers verticalmente stati allineati del carbonio. La Caratterizzazione del CNTs e dei nanofibers functionalized è stata effettuata mediante tecniche analitiche di superficie come SEM, ESCA, TGA, SCOMMESSA per trovare gli insiemi ottimizzati di parametro.

Sperimentale

Produzione di Carbonio Nanotubes

Le materie prime di CNT sono state prodotte al Sughero dell'Università tramite di deposizione chimica in fase di vapore (CVD) di metano sopra un catalizzatore di Mo e di Co di supporto MgO. Il supporto del MgO è stato impregnato da una soluzione acquosa di Co (NO3)2. 6HO2 e (NH4) MoOHO624.2 e la soluzione è stata sonicata per 30 minuti ed è stata asciugata a ºC 100 durante la notte. La polvere secca è stata sinterizzata a ºC 450 affinchè 8 ore produca il catalizzatore. 0,5 g del catalizzatore sono stati collocati in un tubo del quarzo in un forno a camera. La polvere è stata diminuita riscaldando a 800 che il ºC in 10% H/Ar2 ad una portata di un minuto di 200 ml-1 per 30 Min. del Metano poi è stato inserito nel tubo ad una portata di 100 ml Minuto.-1 Il periodo della crescita per formazione di CNTs è stato fissato a ºC 800 al minuto 60, dopo di che la fornace è stata raffreddata alla temperatura ambiente. Per depurare CNTs la miscela come-pronta carbonio/del catalizzatore è stata trattata con 3M HNO3 ed è stata lavata dall'acqua per rimuovere il catalizzatore.

Produzione di CNTs Sviluppato Stato Allineato

MWCNT Stati Allineati sono stati prodotti via il Deposito Migliorato Plasma all'Università di Cambridge [25]. MWCNT si sono sviluppati in situ sopra i substrati di Si con l'aiuto di un livello sottile del catalizzatore (~5nm) di Ni. Facendo Uso di un rapporto di flusso del gas del 1:4 di Acetilene (CH22) ad Ammoniaca (NH3) e delle temperature della crescita di 680°C questi MWCNT si sono sviluppati fra 10 a 25mins per raggiungere le altezze desiderate di μm ~0.5-1.5. Durante il processo di crescita una tendenziosità del plasma di CC di 600V è applicata che mantiene un campo elettrico per l'allineamento del MWCNT.

Trattamento del Plasma

Durante il progetto, due sistemi di trattamento differenti del plasma sono stati sviluppati. In Primo Luogo, un reattore del tubo è stato utilizzato, come appare schematicamente Figura 1.

Figura 1. visualizzazione Schematica del reattore del tubo nella progettazione orizzontale

Il reattore è fornito di generatore ad alta frequenza (13,56 Megahertz), di sistema di entrata del gas con i regolatori di flusso, di pulsometro con una trappola verso l'alto dell'azoto liquido ed i regolatori di pressione. Il generatore permette ad un assorbimento di energia fra 10 e 600 W. Il regolatore di flusso può essere impostato ad un flusso del gas di sccm fino a 100 con un gas o i miscugli di gas del monomero. Il flusso del gas passa orizzontalmente sopra i campioni. Il sistema di pompaggio permette ad una pressione bassa prima del trattamento di 0,001mbar approssimativo. Gli insiemi trovati di parametro poi sono stati trasferiti ad un sistema parallelo definito del plasma della zolla rappresentato nella figura 2 con un verticale di flusso del gas ai campioni.

Figura 2. camera Parallela di trattamento del plasma della zolla per functionalize i documenti bucky ed il trattamento delle strutture sviluppate state allineate con una dimensione di 40x30 cm2 (BACCANO A3).

Questo reattore simmetrico consiste di due elettrodi paralleli piani con una dimensione di 40×30 cm2. Nell'impostazione impiegata il plasma capacitively è stato accoppiato a 13,56 Megahertz di frequenza (RF) mediante l'uso di un generatore® del plasma di ENI ACG-6B e di una rete adatta® della corrispondenza di impedenza di ENI MWH-5 (Strumenti Deutschland Gmbh, Monaco Di Baviera/Germania di MKS). L'elettrodo superiore è stato connesso alla RF mentre quella più bassa è stata collegata. Più dettagli su questo reattore possono essere trovati altrove [26].

Metodi Analitici

Microscopia elettronica di Scansione (SEM; Il VP 1530 di LEO) congiuntamente alla spettroscopia edx (EDX) è stato usato per valutare la struttura morfologica delle materie prime e dei documenti bucky prodotti. la Raman-spettroscopia è stata effettuata con gli Spettri di Ntegra [NT-MDT] forniti di due laser a 632,8 nanometro ed all'emissione di 488 nanometro, rispettivamente. Una grata di 1800 lines/mm che rendono una risoluzione di 1,5 cm-1.

le isoterme2 dell'N-Adsorbimento sono state misurate a 77 K con un metodo gravimetrico (sistema di IGA, Hiden Analitico, Srl). Le misure dell'adsorbimento sono state effettuate dopo il preevacuation dei campioni del nanotube a 373 K ed a 1 mPa per 3h. I campioni del nanotube mostrano un tipo II o il tipo comportamento di IV quale permettono il calcolo dell'area specifica via il Scommessa-metodo conformemente all'ISO 9277 di BACCANO.

Gli studi di superficie dell'analisi sono stati svolti da XPS/ESCA che impiega un Sistema di Asse di Kratos Ultra fornito di un DLD-rivelatore e di una sorgente monocromatica di AlKα. 26,].

Risultati e Discussione

Produzione Di Carta Bucky

Durante il processo di produzione, i nanotubes del carbonio formano gli agglomerati in genere grandi di CNTs impigliato, spesso misti con le piccole nanoparticelle restanti del catalizzatore incapsulati in nanotubes del carbonio e carbonio amorfo. Figura 3 rappresenta le figure di SEM della materia prima di SWNT e di MWNT prodotta via il metodo di CVD. Per ottenere un buon e documento bucky stabile, quegli agglomerati devono essere rotti su, idealmente per scegliere i gruppi di CNT o di CNTs.

Figura 3. figure di SEM della materia prima di SWNT e di MWNT. Il materiale come-prodotto consiste di grande, grandi agglomerati di fino a 100-500µm di CNTs impigliato. Il più alto ingrandimento egualmente indica la forma differente di MWNT confrontato a SWNT.

Il parametro trattato può anche influenzare l'area specifica del CNT-materiale ottenuto. Dalle misure2 dell'N-Adsorbimento i seguenti valori sono stati ottenuti:

L'area Specifica della Tabella 1. ha misurato a SWNT- e aMWNT-polveri.

Materiale

area specifica [m/g2]

No. 1 dell'UCC SWNT

444,1 ± 2,5

No. 2 dell'UCC SWNT

581,3 ± 13,4

No. 1 dell'UCC MWNT

368,2 ± 2,6

No. 2 dell'UCC MWNT

555,2 ± 7,2

La produzione delle lamiere sottili del nanotube del carbonio (documenti bucky) in primo luogo è stata descritta da Rinzler et al. [28] come un punto durante la depurazione della materia prima di SWNT. Un'ottimizzazione sistematica dei parametri che influenzano la produzione di carta bucky è stata fatta lungo i punti di produzione indicati nella visualizzazione schematica nella figura 4.

Figura 4. visualizzazione Schematica dei punti per produrre i documenti bucky

Secondo la dimensione e lo spessore del documento bucky definitivo prodotto (documenti fino ad un diametro di 150 millimetri possono essere prodotti) 40 mg fino a 500 mg di polvere di CNT sono stati dispersi in una soluzione acquosa 1% di SDS (solfato dodecilico di sodio) facendo uso di assistenza ultrasonica. Inoltre altri tensides come Tritone X possono essere usati ma lo SDS sembra essere più efficace. L'assistenza Ultrasonica è indispensabile allo smembramento gli agglomerati. Potrebbe essere indicato che un suggerimento ultrasonico è più efficace poi un bagno ultrasonico. Con un bagno fino a 16 ore di trattamento è necessario per una buona dispersione ma il trattamento è più delicato. Con i tempi tipici ultrasonici di un trattamento del suggerimento (diametro 7 millimetri) sono 30min. I tempi Maggiori del trattamento piombo ad una riduzione del CNTs come valutata via la spettroscopia di correlazione del fotone. Per rimuovere le grandi e particelle undispersed, la centrifugazione consecutiva per 15 il minuto 5000 giri/min. è raccomandata. La CNT-sospensione ottenuta poi è filtrata facendo uso della membrana del filtrante del policarbonato di 0,45 µm. Egualmente altri materiali della membrana gradiscono PVDF, PTFE, SEDE POTENZIALE DI ESPLOSIONE o il Nylon è adatto. Ma la nostra osservazione è quella dal pelare della membrana del PC del documento bucky appena preparato è più facile. La filtrazione può essere fatta mediante il vuoto o la filtrazione ad alta pressione. Figura 5 mostra le fotografie di entrambe le tecniche di filtrazione.

Figura 5. Fotografie del vuoto (sinistro) e (di giusta) tecnica ad alta pressione di filtrazione per produrre i documenti bucky. Secondo la dimensione della strumentazione, i documenti bucky fino ad un massimo di 150mm di diametro possono essere prodotti.

Nella figura 6 due maschere di SEM insieme alle fotografie dei documenti bucky ottenuti sono indicate. La parte sinistra mostra una maschera di un B.P. prodotto con un cattivo insieme di parametro. Il trattamento ultrasonico era di accorciare i tubi, comunque la dispersione non è stata centrifugata completamente prima della filtrazione. Potrebbe essere veduto chiaramente che i grandi agglomerati di CNT domina il piombo di carta bucky ad una lamiera sottile friabile. Con i parametri ottimizzati un buon intrico del CNTs e dei CNT-gruppi e un documento bucky stabile hanno potuto essere ottenuti.

La Figura 6. SEM-figure e fotografie dei documenti bucky ha prodotto sotto non ed ha ottimizzato i parametri.

La Maggior Parte dei documenti bucky prodotti sono stati usati per analizzare i loro beni elettromeccanici (prestazione) di attuazione [29, 30]. Per questa domanda ma anche di uso del documento bucky come substrato per coltura delle cellule [31], lo SDS rimanente deve essere rimosso. le TGA-misure, effettuate a TCD, indicano chiaramente che il documento bucky deve essere risciacquatoe 5 volte con 150 ml di acqua calda rimuovere l'eccesso SDS mentre l'acqua fredda è meno efficace.

Trattamento del Plasma dei Documenti Bucky

Per misurare la prestazione di attuazione dei documenti bucky o per aumentare la capacità delle celle di sistemarsi e proliferare, un hydrophilization della superficie di carta è richiesto. Poichè prodotto i documenti bucky hanno tipicamente beni di non bagnatura con gli angoli di contatto di 90° fino a 130°. Ciò può essere rintracciata di nuovo alla natura idrofoba del CNTs. Per misurare i beni elettromeccanici, un elettrolito è richiesto [32]. Un hydrophilization dei documenti bucky dovuto un trattamento del plasma dovrebbe piombo ad una bagnatura istantanea e ad un'infiltrazione migliore dell'elettrolito nella maglia di CNT.

Per ottimizzare il plasma elabori parecchi parametri devono essere considerati dovuto la loro influenza sul genere e sulla quantità di specie attive nella zona del plasma. Figura 7 riassume più importanti quei.

Figura 7. Parametri che influenzano il trattamento del plasma

Abbiamo studiato l'influenza del gas del monomero, della potenza, del cambiamento continuo del gas e del tempo del trattamento. La valutazione del functionalization del plasma pricipalmente è stata fatta mediante la spettroscopia del fotoelettrone dei Raggi X (XPS/ESCA). Nella la figura 8 gamme tipiche di C1s di SWNT, MWNT e MWNT trattati plasma sono indicati. Il documento bucky di SWNT in questo caso è stato fatto da una materia prima di scarico di arco. Il picco supplementare a eV circa 287, attribuito al potenziamento delle funzionalità dell'ossigeno è più pronunciato per il materiale di SWNT.

La Figura 8. spectras di C1s di SWNT, di MWNT e di un Ar/O-plasma2 ha trattato il documento bucky.

Negli approcci differenti della letteratura sono stati discussi riguardo al deconvolution del picco di C1s dei nanotubes del carbonio. Alcuni usano una forma del picco della grafite per il grande picco a eV 284,6 con la coda alla sede del legame dell'alta energia [33, 34, 35], altri distinguono fra lo SP2 e il SP-carbonio3 284,6 a eV (C1) e 285,1 a eV (C2), rispettivamente [36, 37]. I picchi con il eV superiore 290 di energie di legame sono stati interpretati come transizioni del π-π* (scuota aumenta) [38], mentre O=C-O-C=O/carbonato [39] o sono stati trascurati [40]. I tre picchi principali concentrati 286,7 a eV (C3), 287,9 eV (C4) e 289,2 eV (C5) che emergono dopo che l'ossidazione del plasma è attribuita generalmente ai gruppi di C-O (alcool/etere), di C=O (keton/aldehyd) e di O-C=O (carbossilico/estere), rispettivamente. Tutte Le componenti misura usando 70/30) una di riga forma Lorentzian/Gaussiana (dopo una sottrazione lineare di sfondo e le posizioni di punta costanti e un FWHMs.

Per studiare il ruolo dei livelli esagonali sulla modifica indotta plasma abbiamo confrontato il materiale di SWNT e di MWNT trattato con azoto, N/O22 (50:50) ed il plasma dell'ossigeno, rispettivamente. La potenza del plasma è stata fissata a 10 W ed i tempi applicati del trattamento erano minuto 10 sec o 10, rispettivamente. Le composizioni elementari ottenute si arrendono la tabella 2.

Confronto della Tabella 2. della composizione elementare del materiale di MWNT e di SWNT dopo che trattamenti differenti del plasma con potenziale aumentato di ossidazione e 2 volte differenti di trattamento.

Come previsto, i tempi maggiori del trattamento e il più alto potenziale dell'ossidazione del plasma piombo al tenore di ossigeno più elevato. La Cattura ad uno sguardo più attento al tenore di ossigeno può ancora essere conclusa che in tutti i casi il grado di functionalization dell'ossigeno è più alto per il materiale di SWNT che per il materiale di MWNT. Ciò può essere spiegata dalla profondità di informazioni di XPS. Il functionalization del MWNT-materiale si presenta soltanto ai 1-3 CNT-livelli esterni. La profondità di informazioni di XPS (approssimativamente 5-10nm) comprende gli shell interni invariati anche, con conseguente O/C-ratio diminuito per il MWNTs.

Le funzionalità dell'ossigeno sono state migliorate sostanzialmente dopo il trattamento del plasma in N2 (per SWNTS aumentato da 5,1 a 15,7 at%; per MWNTs è aumentato da 2,5 a 13,2 at%), mentre l'incorporazione di azoto era moderato (0,5 - 2,5 at%). Questo assorbimento significativo di ossigeno può essere spiegato considerando il grande numero di difetti generati durante il trattamento del plasma. L'introduzione dei difetti nella grata esagonale lascia la superficie con i siti molto altamente reattivi capaci di adsorbimento dell'ossigeno.

Gli Alti tempi di potenza e del trattamento del plasma erano efficienti non solo introdurre le funzionalità dell'ossigeno sugli strati superficiali primissimi del CNTs, ma anche rimuovere il carbonio amorfo e perfino distruggere i nanotubes fino ad una masterizzazione piena (si veda inoltre la sezione successiva). Ciò è in accordo la diminuzione nell'area specifica misurata al documento bucky di MWNTs prima e dopo il trattamento nel plasma2 di Ar/O. Considerando Che la materia prima ha un'area specifica 368 di ± 3 m/g2 l'incontaminato ed il documento bucky trattato plasma mostra i valori 203 di ± 2 m/g2 e 188 ± 2 m/g2 rispettivamente. Di Conseguenza il trattamento del plasma nelle circostanze ottimizzate può servire da trattamento di depurazione capace di incidere le impurità riferite carbonio non cristallino.

Un più delicato ma anche efficace hydrophilization può essere raggiunto usando il plasma dell'azoto seguito da un'ossidazione dopo trattamento intenzionale con ossigeno. Qui, i nanotubes sono attivati dal plasma dell'azoto che piombo ad una quantità significativa di radicali, come valutato da risonanza di rotazione di elettrone (ESR). L'inondazione consecutivo del reattore del plasma con ossigeno permette alla reazione dell'ossigeno di biradicale con i radicali formati alla superficie del nanotube. I documenti bucky trattati con questo metodo mostrano egualmente una bagnatura istantanea e gli angoli di contatto sotto 10°.

Trattamento del Plasma di CNTs Sviluppato Stato Allineato

Inizialmente i trattamenti del plasma sono stati effettuati su CNTs impigliato depositati dalla tecnica asciutta di goccia sulle lastre di silicio ricoperte oro. La sinistra di figura 9 mostra i micrografi ottici dei campioni impigliati dopo che il trattamento del plasma dell'ossigeno alle varie circostanze La tabella alla destra riassume la composizione elementare ottenuta dall'analisi chimica di spettroscopia elettronica (ESCA). Tutti Gli esperimenti sono stati effettuati nel reattore orizzontale del tubo. È chiaro, quello all'interno di questo reattore una forte ossidazione si presenta usando l'ossigeno poichè gas trattato e una potenza di 50 W. Dopo il trattamento di 5 minuti a 50 W il rivestimento di CNT era consumo.

La Figura 9. micrografi Ottici di CNTs impigliato depositati su Ag/Si da goccia asciuga la tecnica dopo i trattamenti differenti del plasma dell'ossigeno, insieme alle loro composizioni elementari.

Successivamente, il trattamento del plasma di CNTs verticalmente stato allineato sviluppato su un substrato di Si è stato effettuato allo scopo di aprire la loro estremità. dovuto il meccanismo superiore della crescita il catalizzatore del nichel è situato al suggerimento del CNTs veduto come punti bianchi nelle SEM-maschere che Gli esperimenti sono stati eseguiti nel reattore della parallelo-zolla. dovuto la più grande zona del plasma, l'efficace potenza per cm2 è più piccolo confrontata a quella del reattore del tubo. I gas Differenti del monomero sono stati valutati compreso ossigeno, azoto, idrogeno, l'acqua come pure l'argon/l'ossigeno e l'idrogeno/ossigeno-miscele. I ruoli di potenza (10 W, 50 W), il cambiamento continuo del gas, la pressione ed il tempo del trattamento (fra minuto 10 sec e 10) egualmente sono stati studiati. Abbiamo trovato che i trattamenti duri necessari per l'apertura del CNTs stavano interrompendo severamente la forma e l'allineamento verticale del CNTs. Figura 10 immagini tipiche di SEM dei presente.

Figura 10. SEM-maschere di CNTs stato allineato prima e dopo il trattamento del plasma. Dopo Che breve tempi del trattamento (10sec) ad una potenza di 10 W non c'è nessuna rottura visibile mentre i tempi maggiori del trattamento o il più alta potenza distruggono la forma dei tubi senza aprirsi dei cappucci protettivi.

Abbiamo trovato che il trattamento del plasma dell'ossigeno piombo ad una rottura significativa della configurazione verticale di allineamento anche dopo i brevi tempi del trattamento di sec 60. 2Ar/O- e H/O-mixtures22 possono applicarsi sec fino a approssimativamente 60 senza forte alterazione della forma del tubo mentre i tempi maggiori mostrano gli stessi effetti deleteri. I trattamenti del Plasma che impiegano i potenziali diminuiti dell'ossidazione come quelle prodotte da azoto molecolare hanno risultato su una configurazione invariata di verticale CNT anche dopo 10 Min.

Le soluzioni Acide quale acido cloridrico sono state indicate per assistere l'apertura di SWNTs [41 trattato plasma]. Il trattamento del plasma piombo ad una distruzione della parete del nanotube, permettendo all'HCl di reagire con le particelle del catalizzatore del ferro e di bruciare i cappucci del tubo. Nel nostro studio, impiegante MWNTs (150 trattato plasma nanometro di diametro) un trattamento chimico bagnato consecutivo dopo gli stati delicati del plasma piombo “ad un tipi costruzione„ del CNTs dovuto le forze capillari senza aprire le estremità. La struttura di rete 3D è illustrata sulle SEM-maschere di figura 11. Prevediamo che le circostanze più dure (tempi maggiori di trattamento) siano necessarie esporre le particelle del catalizzatore; tali studi sono in corso.

Figura 11." Tipi Costruzione„ di CNTs sviluppato stato allineato dopo un trattamento chimico bagnato.

Conclusioni

I documenti Bucky sono stati prodotti con successo dopo l'ottimizzazione dei punti di produzione. Lo SDS è stato identificato come Tenside appropriato insieme ad un trattamento ultrasonico del suggerimento per ottenere le buone sospensioni di CNT. Il trattamento ultrasonico è stato fissato al minuto 30 per evitare la riduzione significativa del CNTs. Gli agglomerati Rimanenti di CNT sono stati rimossi tramite centrifugazione prima della filtrazione più di un 0, membrana del policarbonato di dimensione del poro di 45 µm. le Pc-membrane sono state valutate come meglio alla pelle dei documenti bucky. Gli effetti del trattamento del plasma sulla bagnabilità di superficie dei documenti bucky del nanotube del carbonio e dei nanotubes stati allineati sono stati hydrophilization sistematicamente esaminatore di A dei documenti bucky prodotti con successo sono stati dimostrati dal trattamento del plasma facendo uso di ossigeno che contiene i gas trattati o la reazione dopo trattamento con ossigeno dopo l'attivazione del plasma. Di conseguenza, una bagnatura istantanea e gli angoli di contatto <10° sono stati ottenuti. Egualmente abbiamo trovato che nell'ambito dei parametri delicati dell'ossidazione l'allineamento verticale di MWNTs rimane identicamente mentre le più forti circostanze distruggono la forma di CNT senza aprire i cappucci protettivi.

Riconoscimento

Gli autori riconoscono l'Unione Europea per il finanziamento del questo progetto all'interno del Progetto Di Ricerca Mirato A Specifico di UE DESYGN-IT (Nessun NMP4-CT-2004-505626)

Riferimenti

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Date Added: Nov 16, 2007 | Updated: Jul 15, 2013

Last Update: 15. July 2013 16:07

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