Related Offers

Nanomaterials Tillväxt och Syntes: Utveckling av Nästa GenerationNanoscale Heterostructures

vid Professorn Nitin Chopra

Professorn Nitin Chopra, Metallurgical och Material som Iscensätter, Centrerar för Material för Informationsteknik (MINT), Universitetar av Alabama
Motsvarande författare: nchopra@eng.ua.edu

Vara skyldig till deras olika funktionsduglighet, är det kickytbehandla-till-volym förhållandet och den unika storleksanpassa-anhörig rekvisitan, nanostructures av enorm betydelse för kemiska och biologiska avkännare, medicinska apparater, katalysatorer, photovoltaics och nanodevices.1-5 En lång räcka av materiella val som kopplas ihop med olika syntetmaterialstrategier, resulterar i olika morfologiska versioner liksom nanometerfjäll filmar thin, nanowires, nanotubes, nanobelts, nanoparticles, och nanoporous strukturerar.2,5,6

Talrika metoder som synthesize nanostructures, har varit anmäld inklusive kemisk syntes, electrodeposition, kemisk dunstavlagring (CVD), plasmasyntes, laser-baserad syntes, läkarundersökningdunstavlagring (PVD), mekaniskt legera, nano/microfabricationmetoder.2,5,6,7 Trots riktar flera studier2,6 , nanostructuretillväxtbehandlig och integration in i apparater ska ännu uppnås.8-10

En Annan utmaning är att ge multifunctionality till dessa nanostructures. In Mot detta avsluta, heterostructuring av nanostructures, genom att kombinera två nanostructures av samma, eller olika material är av viktigt intresserar.7 Således ProfessorChopras sakkunskap för sammanslutningar för forskning i nano/microfabrication, nanostructuretillväxt, materialkemi, och spectroscopic tekniker för karakterisering och som framkallar nya nanoscaleheterostructures. Professorn som Chopras ström fokuserar, är på encapsulated framkallande graphene belägger med metall nanoparticles (en kärna ur/beskjuter geometri) och hierarkiska heterostructures liksom nanowires som täckas med nanoparticles.11-15 I har nya rapporter, Professorn Chopra visat några unika tillväxttekniker för att fabricera sådan heterostructures till och med mycket enkla och surfactant-fria syntetmaterialruttar. En Sådan att närma sig gör dem klart - tillgängliga för deras framtida applikationer.

Graphene Encapsulated Guld- Nanoparticles

Genom att använda vår CVD-designsakkunskap, var Professorn Chopra kompetent att framkalla CVD-metoder som har kapaciteten som växer CNTs, nanowires, eller graphene beskjuter. En processaa typisk CVD använder en matning av kemiska precursors som genomgår en reaktion på hög temperatur för att resultera i ett påskyndat nano som är mikro, eller makroen strukturerar.

För att växa en graphene beskjuta runt om en belägga med metallnanoparticle liksom guld- (allmänt, ansett som ett inert), vårt att närma sig använder mönstrade samlingar av guld- nanoparticles på ett silikonrån, som en katalysator för tillväxten av graphene beskjuter i närvaroen av en hydrocarbonkälla på temperaturer mellan 600 - 700 °C.11 Den fullvuxna graphenen beskjuter encapsulating av guld- nanoparticles karakteriserades genom att använda microscopy för kickupplösningselektron (Figurera 1).11

Figurera 1. A) Schematiskt av graphene encapsulated guld- nanoparticles, B) TEM avbildar av guld- nanoparticles encapsulated i graphene beskjuter (a, b och c). Kickupplösning avbildar shows (c) som interplanar göra mellanslag av graphene beskjuter (3,5 A) och encapsulated guld- nanoparticle (2,3 A). Figurera 1B trycks om (”Anpassat” eller ”i del”) med tillåtelse från Chopra o.a., Kemi av Material, 2009, 21, 1176-1178. Ta Copyrightt på 2009, Kemiskt Samhälle för Amerikan.

Graphenen beskjuter tjocklek så low, som ~1 nm och dess tillväxttakt av ~8 nm/h indikerar mångsidig tunability av vår CVD-tillväxtmetod. Som jämfört till föregående att närma sig använt för encapsulating av guld- nanoparticlesinsida som en graphene beskjuter, vår roman att närma sig visar att CVD-metoden kan leda till scalable tillväxt av sådan kärnar ur/beskjuter nanoparticles. Sådan nya nanoparticles har enormt potentiellt för avancerad kemisk och biologisk analys och medicinska apparater.

Hierarkiska Heterostructures

Intressera att närma sig för en tid sedan anmält av oss gäller en enkel surfactant-fri termisk rutt för att framkalla CuO nanowires som täckas med Kuttrande34 nanoparticles.13 Våra grundstudier av deras kristall strukturerar och har kontakt visade ett unikt mellan två ytor förhållande mellan monoclinic CuO nanowires och spinelKuttrande34 nanoparticles som leder nanoparticlesna jämnt för att skingra på nanowiresna.

Professorn Chopra utförde också en omfattande studie som gäller till den morfologiska evolutionen av Kuttrande34 nanoparticles på CuO nanowires. Denna del av studien betraktar unikt thermodynamics av tillväxten processaa att gjort lättare ytbehandlaflyttningen av Kuttrande34 nanoparticles från basera av nanowires längs deras längd (Figurera 2).

Figurera Schematiska 2 A) illustrera bildandet av heterostructures för den CuO34 nanowire-Kuttrandet nanoparticlen. B) TEM avbildar visning heterostructuresna.

En Sådan studie som förbinder olika fenomen som listade in, figurerar 2 för utvecklingen av hierarkiska heterostructures är unik. Dessa sorter av multifunctional och multicomponent hierarkiska heterostructures är extremt användbara och ska får effekt bestämt våra liv i många väg från bilar till nanoelectronicsen. Utmaningen är att ta dem till det nästa jämnar av innovation, som vi är konsekvent sträva för.


Hänvisar till

  1. Bruchez M., Moronne, M.; Gin P.; Weiss S.; Alivisatos A.P. Halvledare nanocrystals som fluorescerande biologiska etiketter. Vetenskap 1998, 281, 2013.
  2. Meyyappan M. Kol nanotubes: Vetenskap och applikationer. 2005 CRC-PressLLC, Boca Raton, FL.
  3. Venkatachalam K.; Arzuaga X.; Chopra N.; Gavalas V.; Xu J.; Bhattacharya D.; Hennig B.; Bachas L.G. Reductive dechlorination av polychlorinated biphenyl (PCB) som använder palladiumnanoparticles och bedömning av den giftliga potencyen i kärl- endothelial celler. Föra Journal över av Farliga Material 2008, 159, 483.
  4. Hinds B.J.; Chopra N.; Rantell T.; Andrews R. Gavalas, V.; Bachas membran för L.G. Arrangera i rak linje multiwalled kolnanotube. Vetenskap 2004, 303, 62.
  5. Chopra N.; Gavalas V.G.; Hinds B.J.; Bachas L.G. Funktionell en-dimensionella nanomaterials: Applikationer i nanoscalebiosensors. Analytiskt Märker 2007, 40, 2067.
  6. Wang, Z.L. Nanowires och Nanobelts: Material, rekvisita och apparater - Nanowires och nanobelts av funktionell materialVolym II, 2003, SpringerVetenskaper, New York, NY.
  7. Chopra, N. Multifunctional och multicomponent heterostructured en-dimensionella nanostructures: framflyttningar i tillväxt, characterisation och applikationer, MaterialTeknologi: Avancerade KapacitetsMaterial 2010, 25, 212.
  8. Bohr, M.T. Nanotechnology mål och utmaningar för elektroniska applikationer. IEEE Transaktion på Nanotechnology 2002, 1, 56.
  9. Stupp S.I.; Braun P.V. Molekylär behandlig av microstructures: Biomaterials, keramik och halvledare. Vetenskap 1997, 277, 1242.
  10. Huang Y.; Lieber, C.M. Integrera nanoscaleelektronik och optoelectronics: Undersökande nanoscalevetenskap och teknologi till och med halvledarenanowires. Ren och Applicerad Kemi 2004, 76, 2051.
  11. Chopra N.; Bachas L.G.; Knecht, M. Fabricering och Biofunctionalization av Kol-Encapsulated Au Nanoparticles, Kemi av Material 21, 2009, 1176.
  12. Wu J.; Chopra, N. Graphene Encapsulated Guld- Nanoparticles och deras Karakterisering, Keramiska Transaktioner 223, 2010.
  13. Shi W.; Chopra Surfactant-Fri syntes för N. av romanen förkopprar för nanowire-kobolt för oxid (CuO) heterostructures för nanoparticle oxid34 (Kuttrande), och deras morfologiskt kontrollerar, Förar Journal över av NanoparticleForskning 2010, I press.
  14. Chopra N.; Majumder M.; Hinds Bi-Funktionella kolnanotubes för B.J. vid sidoväggskydd. Avancerade Funktionella Material 2005, 15, 858.
  15. Chopra N.; Claypoole L. Bachas, L.G. Bildande av Ni/NiO kärnar ur/beskjuter nanostructures och deras tillbehör på kolnanotubes. Tekniska Förfaranden av Nanotech 2009 2009, 1, 187.

Ta Copyrightt på AZoNano.com, Professorn Nitin Chopra (Universitetar av Alabama)

Date Added: Dec 13, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:48

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit