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

Pelo Professor Unir-se Khin Yap

Yap de Khin do Professor Garfo, Departamento de Física, Universidade Tecnologico de Michigan, 118 Fisher Salão, 1400 Movimentação de Townsend, Houghton, MI 49931, EUA
Autor Correspondente: ykyap@mtu.edu

O regime de átomos de carbono diferencia um chumbo de lápis de um diamante dispendioso. Nas três décadas passadas, os materiais de carbono novos tais como fullerenes1, os nanotubes do carbono (CNTs)2, e o graphene3 atraíram o interesse tremendo da pesquisa e conduziram-no a dois Prémios Nobel4,5. Mais recentemente, os nanoribbons do graphene (GNRs)6,7 ganharam a atenção crescente da comunidade de pesquisa.

Os Materiais no sistema do nitreto (BN) de boro são estrutural similares aos sólidos do carbono. Nós temos fase-BN sextavados (h-BN), fase-BN cúbicos (c-BN), nanotubes dos BN (BNNTs), nanosheets dos BN, os nanoribbons dos BN (BNNRs), que são análogos à grafite, aos diamantes, ao CNTs, graphene, e ao GNRs respectivamente8-11.

Para a finalidade da comparação, as estruturas atômicas de um CNT e de um BNNT, assim como um GNR e um nanoribbon dos BN é mostrado em Figura 1. De facto, lá é avanço significativo em nanomaterials dos BN nos últimos anos11-14, incluindo o crescimento da baixa temperatura15,16, o crescimento modelado15,17-19, a descoberta do superhydrophopicity de BNNTs20, e o crescimento bem sucedido de folhas dos BN21.

Figura 1. Ziguezague (10, 0) (a) CNT e (b) BNNT e Ziguezague GNR e BN Nanoribbon. As esferas Cinzentas, vermelhas, e verdes representam o carbono, o boro, e os átomos do nitrogênio, respectivamente.

O crescimento Directo de BNNRs foi relatado igualmente em 2007 e consultado como nanowires dos BN22 até recentemente23. Alguns destes avanços são destacados em Figura 2. Estes materiais dos BN têm as propriedades diferentes das contrapartes do carbono. Por exemplo, a grafite é um condutor quando o h-BN for um isolador. Aparentemente, os materiais dos BN complementarão os usos de sólidos do carbono em várias áreas de ciência e de tecnologia avançadas.

Figura 2. (a) Diagrama Esquemático do depósito de vapor químico térmico (CVD) para o crescimento de BNNTs. (b) Imagens de SEM do como BNNTs crescido e os espectros da espectroscopia de perda de energia do elétron (EELS). (c) Imagens de SEM de BNNTs crescidas em testes padrões desejados por CVD catalítico (CCVD). (d) Imagens de TEM do BNNTs. (e) Espectros de Absorção que mostram uma diferença de faixa ~6eV sem níveis da absorção da secundário-faixa (1: BNNTs de alta qualidade por CCVD, 2: BNNTs crescido pelo CVD térmico, 3: álcool etílico). (f) Gotas de Água nos filmes de BNNT que mostram o comportamento superhydrophopic de BNNTs vertical-alinhado.

A fusão do carbono e dos sistemas dos BN forma os materiais assim chamados de B-C-N. Os Nanomaterials dentro desta zona triangular de B-C-N oferecem vistas novas para a pesquisa dos materiais. Incluem conjuntos, nanotubes, nanosheets, nanoribbons, e nanostructures novos do carbono, do boro, do nitreto de boro, do nitreto do carbono, do carboneto do boro, e do carbono-nitreto do boro. Estes materiais são chamados algum dia da “materiais de carbono fronteira” devido a sua flexibilidade formar várias ligações covalent como aquelas em sólidos puros do carbono24. Figura 3 resume os nanomaterials possíveis dentro da zona triangular de B-C-N.

Figura 3. Nanomaterials dentro da zona triangular de B-C-N.

Os Detalhes destes assuntos são discutidos em um livro recente25. Claramente, a capacidade para controlar a hibridação bond, a embalagem molecular, e a composição destes materiais são importantes criar materiais novos com as propriedades novas24. Poderiam possivelmente ser úteis para os revestimentos protectores, os dispositivos de alta potência da eletrônica, os nano-eletrônicos e do nanoscale de detecção, que são materiais indispensáveis para o avanço da ciência no séculost 21.

Reconhecimento

Y.K. Yap reconhece apoios da Concessão de CARREIRA do National Science Foundation (Concessão número 0447555, Divisão da Pesquisa dos Materiais), e o Ministério de E.U. de Energia, o Escritório de Ciências Básicas da Energia (Grant Não DE-FG02-06ER46294, a Divisão de Ciências de Materiais e a Engenharia).


Referências

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  24. Y.K. Yap (Editor), B-C-N Nanotubes e Nanostructures Relacionado, Notas da Leitura na Ciência de Nanoscale e na Tecnologia (Springer), Vol. 6, (2009). http://www.springer.com/materials/nanotechnology/book/978-1-4419-0085-2
  25. Y.K. Yap, Concessão do National Science Foundation # 0447555, “CARREIRA: Síntese, Caracterização e Descoberta de Materiais de Carbono da Fronteira. http://www.nsf.gov/awardsearch/showAward.do?AwardNumber=0447555

Copyright AZoNano.com, Professor Unir-se Khin Yap

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

Last Update: 14. June 2013 07:14

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