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B-C-N Nanotubes, Nanosheets, Nanoribbons, y Nanostructures Relacionado

Por Profesor Yoke Khin Yap

Ladrido de Khin del Profesor Horquilla, Departamento de la Física, Universidad Tecnológica de Michigan, 118 Fisher Pasillo, 1400 Mecanismo Impulsor de Townsend, Houghton, MI 49931, los E.E.U.U.
Autor Correspondiente: ykyap@mtu.edu

La ordenación de los átomos de carbón distingue un avance de lápiz de un diamante costoso. En las últimas tres décadas, los nuevos materiales de carbón tales como fullerenes1, los nanotubes del carbón (CNTs)2, y el graphene3 han atraído enorme interés de la investigación y han llevado a dos Premios Nobel4,5. Más recientemente, los nanoribbons del graphene (GNRs)6,7 han ganado la atención cada vez mayor de la comunidad de investigación.

Los Materiales en el sistema del nitruro (BN) de boro son estructural similares a los macizo del carbón. Tenemos fase-BN hexagonales (h-BN), fase-BN cúbicos (c-BN), nanotubes de los BN (BNNTs), nanosheets de los BN, los nanoribbons de los BN (BNNRs), que son análogos al grafito, a los diamantes, a CNTs, graphene, y a GNRs respectivamente8-11.

Para el propósito de la comparación, las estructuras atómicas de un CNT y de un BNNT, así como un GNR y un nanoribbon de los BN se muestra en el Cuadro 1. De hecho, allí es adelanto importante en los nanomaterials de los BN en los últimos años11-14, incluyendo incremento de la baja temperatura15,16, incremento modelado15,17-19, el descubrimiento del superhydrophopicity de BNNTs20, y acertado incremento de las hojas de los BN21.

Cuadro 1. Zigzag (10, 0) (a) CNT y (b) BNNT y Zigzag GNR y BN Nanoribbon. Las esferas Grises, rojas, y verdes representan el carbón, el boro, y los átomos del nitrógeno, respectivamente.

El incremento Directo de BNNRs también fue señalado en 2007 y remitido como nanowires de los BN22 hasta hace poco tiempo23. Algunos de estos adelantos se destacan en el Cuadro 2. Estos materiales de los BN tienen propiedades diferentes de las contrapartes del carbón. Por ejemplo, el grafito es un conductor mientras que el h-BN es un aislador. Al Parecer, los materiales de los BN complementarán las aplicaciones de los macizo del carbón en diversas áreas de la ciencia y de la tecnología avanzadas.

Cuadro 2. (a) Diagrama Esquemático de la deposición de vapor químico térmica (CVD) para el incremento de BNNTs. (b) Imágenes de SEM del como BNNTs crecido y los espectros de la espectroscopia de pérdida de energía de electrón (EELS). (c) Imágenes de SEM de BNNTs crecidas en los modelos deseados por CVD catalítico (CCVD). (d) Imágenes de TEM del BNNTs. (e) Espectros de Amortiguación que muestran una separación de banda ~6eV sin los niveles de la amortiguación de la sub-banda (1: BNNTs de alta calidad por CCVD, 2: BNNTs crecido por el CVD térmico, 3: etanol). (f) Gotitas de Agua en las películas de BNNT que muestran comportamiento superhydrophopic de BNNTs vertical-alineado.

La fusión del carbón y de los sistemas de los BN forma los supuestos materiales de B-C-N. Los Nanomaterials dentro de esta zona triangular de B-C-N ofrecen los nuevos vistas para la investigación de los materiales. Incluyen atados, nanotubes, nanosheets, nanoribbons, y nuevos nanostructures del carbón, del boro, del nitruro de boro, del nitruro del carbón, del carburo del boro, y del carbón-nitruro del boro. Estos materiales alguna vez se llaman “los materiales de carbón de la frontera” debido a su adaptabilidad de formar diversos bonos covalentes como ésos en macizo puros del carbón24. El Cuadro 3 resume los nanomaterials posibles dentro de la zona triangular de B-C-N.

Cuadro 3. Nanomaterials dentro de la zona triangular de B-C-N.

Los Detalles de estos temas se discuten en un libro reciente25. Sin Obstrucción, la capacidad de controlar el hibridación en enlace, el empaque molecular, y la composición de estos materiales es importantes crear los nuevos materiales con las propiedades nuevas24. Ella podría posiblemente ser útil para las capas protectoras, los dispositivos que detectaban de alta potencia de la electrónica, nano-electrónicos y del nanoscale, que son materiales imprescindibles para el adelanto de la ciencia en el siglost 21.

Acuse De Recibo

Y.K. Yap reconoce soportes de la Recompensa de CARRERA del National Science Foundation (Recompensa número 0447555, División de Investigación de los Materiales), y el Ministerio de los E.E.U.U. de Energía, la Oficina de las Ciencias Básicas de la Energía (Grant No DE-FG02-06ER46294, la División de Ciencias Materiales y la Ingeniería).


Referencias

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  3. K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Grigorieva, y A.A. Firsov, “Efecto del Campo Eléctrico en Atómico Enrarecen las Películas de Carbono,” la Ciencia 306, 666 (2004).
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  5. http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2010/
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  10. C.H. Lee, V.K. Kayastha, J. Wang, y Y.K. Yap, “Introducción a los Materiales de B-C-N,” en el Capítulo 1 de B-C-N Nanotubes y Nanostructures Relacionado, Notas de la Conferencia en la Ciencia y la Tecnología (Saltador), Vol. 6, Ladrido de Khin de la Horquilla (Ed.) (2009) pp de Nanoscale 1-22.
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  23. J. Wang, C.H. Lee, V.K. Kayastha y Y.K. Yap, “Primer Éxito en la Síntesis del Nitruro de Boro Nanotubes y Heterouniones del Nitruro de Boro Nanotubes y del Carbón Nanotubes, en el Simposio K: Nanotubes y Nanostructures Relacionado, Reunión de Otoño de la Sociedad de la Investigación de 2009 Materiales, El 30 de noviembre - 4 de diciembre, en Boston, K17.6 De Papel. http://www.mrs.org/s_mrs/doc.asp?CID=24490&DID=263661
  24. Y.K. Yap (Editor), B-C-N Nanotubes y Nanostructures Relacionado, Notas de la Conferencia en la Ciencia y la Tecnología (Saltador), Vol. 6 de Nanoscale, (2009). http://www.springer.com/materials/nanotechnology/book/978-1-4419-0085-2
  25. Y.K. Yap, Recompensa del National Science Foundation # 0447555, “CARRERA: Síntesis, Caracterización y Descubrimiento de los Materiales de Carbón de la Frontera. http://www.nsf.gov/awardsearch/showAward.do?AwardNumber=0447555

Derechos De Autor AZoNano.com, Profesor Yoke Khin Yap

Date Added: Apr 20, 2011 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 07:20

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