Carbón Nanotubes - Historia y Revelado del Carbón Nanotubes (Buckytubes)

Temas Revestidos

Antecedentes

Carbón Nanotubes

Multiwall Nanotubes

Buckytubes

Consideraciones Moleculares

Invariación Molecular

Antecedentes

El principio de esta historia se ha informado muchas veces. En 1985, una confluencia de acciones llevadas a un experimento inesperado e imprevisto con una nueva clase de microscopio dando por resultado el descubrimiento de una nueva molécula hecha puramente del carbón - los mismos químicos del elemento aserrados al hilo allí no eran nada más aprender alrededor. Buckyballs - sesenta átomos de carbón dispuestos en una dimensión de una variable del balón de fútbol - había sido descubierto y el mundo químico, sin mencionar los mundos físicos y materiales, nunca sería lo mismo.

Fullerenes

De hecho, qué había sido descubierta no era apenas una única nueva molécula sino una clase infinita de nuevas moléculas: los fullerenes. Cada fullerene - C60, C70, C84, Etc. - poseyó la característica esencial de ser una jaula pura del carbón, cada átomo pegado a tres otros como en grafito. A Diferencia del grafito, cada fullerene tiene exactamente 12 superficies pentagonales con un número diverso de superficies hexagonales (e.g., el buckyball - C -60 tiene 20).

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Diversos formularios del carbón.

Algunos fullerenes, como C60, eran esferoidales en dimensión de una variable, y otros, como C70, eran oblongos como una bola de rugbi. El Dr. Richard Smalley reconoció en 1990 que, en principio, un fullerene tubular debe ser posible, capsulado en cada extremo, por ejemplo, por los dos hemisferios de C60, conectados por un segmento derecho del tubo, con solamente las unidades hexagonales en su estructura. Millie Dresselhaus, sobre oír hablar de este concepto, aparó estos objetos imaginados “buckytubes.”

Carbón Nanotubes

En actualidad, sin embargo, los nanotubes del carbón habían sido descubiertos 30 años anterior, pero no apreciados completo en aquel momento. A finales de los años 50, el Tocino de Rogelio en el Carburo de la Unión, encontró una nueva fibra de carbono extraña mientras que estudiaba el carbón bajo condiciones cerca de su punta triple. Él observó los tubos derechos, huecos del carbón que aparecían consistir en las capas grafíticas de carbón separadas por la misma separación que las capas planares del grafito. En los años 70, Morinobu Endo observó estos tubos otra vez, producido por un proceso en fase gaseosa. De Hecho, él incluso observó algunos tubos el consistir en solamente un de una sola capa del grafito enrollado.

Buckytube o nanotube del carbón

En 1991, después del descubrimiento y de la verificación de los fullerenes, Sumio Iijima del NEC observó los nanotubes del multiwall formados en un licenciamiento de arco de carbón, y dos años más tarde, él y Donald Bethune en IBM observaron independientemente los nanotubes de un sólo recinto - buckytubes. Estos polímeros puros del carbón se podrían ahora entender en el contexto de los fullerenes, cambiando la opinión de ellos a las moléculas, con todos que la designación especial implica. Nanotubes había sido .

Multiwall Nanotubes

Ahora, diez años después de la observación inicial de Iijima, sabemos mucho sobre nanotubes y fullerenes tubulares. Sabemos que los nanotubes del multiwall están producidos invariable con un de alta frecuencia de defectos estructurales. (En comparación con sus relaciones más grandes, las 5-20 fibras del grafito del micrón-diámetro usadas en las aplicaciones aeroespaciales y que se divierten de las mercancías, los nanotubes del multiwall son muy sanos estructural; sin embargo, contienen con frecuencia regiones de imperfección estructural.) Como cualquier científico material sabe, es el acontecimiento de los defectos que degradan inevitable las propiedades materiales de una substancia, tales como fuerza. Las propiedades intrínsecas de un material pueden ser mundo-batidor, pero las propiedades reales del material a granel son típicamente solamente el algún por ciento de lo que exhibiría el material si era estructural perfecto. Por ejemplo, un defecto estructural tal como una microraja en un cable de acero, llevará al incidente catastrófico en 1-2% de la resistencia a ruptura teórica una prediría basado en principales químicos fundamentales.

Buckytubes

En cambio, son los fullerenes, y son así moléculas: las moléculas perfectas, huecos del carbón puro conectaron juntas en una red hexagonal bajo fianza para formar el cilindro hueco tal y como se muestra en del Cuadro 2. El tubo es inconsútil, con los extremos abiertos o capsulados. El diámetro de los nanotubes de un sólo recinto del carbón es 0,7 a 2 nanómetro (típicamente cerca de 1,0 nanómetro) - 100.000 veces más fino que un cabello humano. Las longitudes de Buckytube son típicamente centenares de épocas sus diámetros.

Consideraciones Moleculares

El aspecto molecular de buckytubes es crítico. Cada átomo está en el lugar correcto. Esto es una diferencia profunda con sus primos más grandes, defectuosos. A un químico, una molécula es una cosa muy especial. Una molécula es completa, y es generalmente relativamente feliz con su identidad. Cuando una molécula se enfrenta con la oportunidad de cambiar, es decir, experimentar una reacción química con otros dígitos binarios de la materia, hay casi siempre una barrera bastante importante a vencer. Otro, “materia no-molecular”, cuando está enfrentada con la otra materia, es generalmente rápido cambiar, y agrega hacia adentro con la nueva parte para hacer un entero más grande. Los Metales son como esto: un trozo del metal expuesto a más metal (éste podría ocurrir en la fase fundida, gaseosa, o sólida) acomodará la adición porque no posee lo completo y la invariación moleculares.

Invariación Molecular

Un aspecto de la invariación molecular es la confiabilidad y la previsibilidad del cambio químico. Las Moléculas se pueden inducir, por diverso significan, superar sus barreras para cambiar, por ejemplo usando calor. Pero generalmente los productos de la reacción al tratar de las moléculas son constantes. Esto no es verdad de cambios eso que las cosas no-moleculares experimentan. Ningunos dos trozos del metal observan nunca lo mismo, apenas pues ningunos dos copos de nieve observan lo mismo: los copos de nieve no son moléculas. El efecto de la invariación molecular sobre propiedades materiales es igualmente profundo. Sea Cual Sea la naturaleza intrínseca del material, allí no es ningún defecto para degradar las propiedades. Usted consigue lo que usted consigue.

Fuente: Carbon Nanotechnologies, Inc.

Para más información sobre esta fuente visite por favor Carbon Nanotechnologies, Inc.

Date Added: Jun 17, 2004 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 20:52

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