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Nanotubes de Carbone - Histoire et Développement des Nanotubes de Carbone (Buckytubes)

Sujets Couverts

Mouvement Propre

Nanotubes de Carbone

Nanotubes de Multiwall

Buckytubes

Considérations Moléculaires

Invariance Moléculaire

Mouvement Propre

On a dit le début de cette histoire beaucoup de fois. En 1985, un confluent des événements menés à une expérience inattendue et non planifiée avec un genre neuf de microscope ayant pour résultat la découverte d'une molécule neuve faite purement de carbone - les pharmaciens mêmes d'élément sentis là n'étaient rien à davantage apprendre environ. Buckyballs - soixante atomes de carbone disposés dans une forme de ballon de football - avait été découvert et le monde chimique, sans compter les mondes matériels et matériels, ne serait jamais identique.

Fullerenes

En fait, ce qui avait été découvert n'était pas simplement une molécule neuve unique mais une classe infinie des molécules neuves : les fullerenes. Chaque fullerene - C60, C70, C84, Etc. - a possédé la caractéristique essentielle d'être une cage pure de carbone, chaque atome collé sur trois autres comme en graphite. À La Différence du graphite, chaque fullerene a exact 12 faces pentagonales avec un numéro variable des faces hexagonales (par exemple, le buckyball - C -60 a 20).

AZoNano - A à Z de Nanotechnologie - Les formes variées du carbone comprenant le buckminsterfullerene

Formes Variées de carbone.

Quelques fullerenes, comme C60, étaient sphéroïdaux dans la forme, et d'autres, comme C70, étaient oblongs comme une bille de rugby. M. Richard Smalley a identifié en 1990 que, en principe, un fullerene tubulaire devrait être possible, recouvert à chaque extrémité, par exemple, par les deux hémisphères de C60, reliés par un segment droit de tube, seulement aux ensembles hexagonaux en sa structure. Millie Dresselhaus, lors d'entendre parler de ce concept, a aboubé ces objectifs imaginés « buckytubes. »

Nanotubes de Carbone

Dans l'actualite, cependant, des nanotubes de carbone avaient été découverts 30 ans plus précoce, mais à ce moment-là entièrement pas appréciés. Vers la fin des années 1950, le Lard de Roger à Union Carbide, a trouvé une fibre neuve étrange de carbone tout en étudiant le carbone dans des conditions près de sa remarque triple. Il a observé le droit, les tubes creux du carbone qui ont semblé consister en couches graphitiques de carbone séparées par le même écartement que les couches planaires du graphite. Pendant les années 1970, Morinobu Endo a observé ces tubes de nouveau, produit par un procédé en phase gaseux. En Effet, il a même observé quelques tubes consister en seulement à une seule couche du graphite embobiné.

Buckytube ou nanotube de carbone

En 1991, après la découverte et la vérification des fullerenes, Sumio Iijima de NEC a observé des nanotubes de multiwall formés dans une décharge en arc de carbone, et deux ans après, lui et Donald Bethune à IBM ont indépendamment observé des nanotubes à mur unique - buckytubes. Ces polymères purs de carbone pourraient maintenant être compris dans le cadre des fullerenes, changeant la perception de eux en molécules, avec tous ce que la nomination spéciale implique. Les Nanotubes avaient été .

Nanotubes de Multiwall

Maintenant, dix ans après la première observation d'Iijima, nous savons beaucoup des nanotubes et des fullerenes tubulaires. Nous savons que des nanotubes de multiwall sont invariablement produits avec une haute fréquence d'anomalies de structure. (En comparaison de leurs plus grands rapports, des 5-20 fibres de graphite de micron-diamètre utilisées dans des applications de marchandises aérospatiales et sportives, les nanotubes de multiwall sont tout à fait sains structurellement ; cependant, ils contiennent fréquemment des régions d'imperfection structurelle.) Comme n'importe quel scientifique matériel sait, c'est le cas des défauts qui dégradent inévitablement les propriétés matérielles d'une substance, telles que la force. Les propriétés intrinsèques d'un matériau peuvent être champion, mais type les propriétés réelles du matériau en vrac sont seulement quelques % de ce que le matériau montrerait s'il étaient structurellement parfait. Par exemple, une anomalie de structure telle qu'une microfissure dans un fil d'acier, mènera à la défaillance catastrophique à 1-2% de la résistance à la rupture théorique une prévoirait basé sur les mandants chimiques principaux.

Buckytubes

En revanche, sont les fullerenes, et sont ainsi des molécules : les molécules parfaites et creuses du carbone pur ont joint ensemble dans un réseau hexagonal métallisé pour former le cylindre creux suivant les indications du Schéma 2. Le tube est sans joint, avec les extrémités ouvertes ou recouvertes. Le diamètre des nanotubes à mur unique de carbone est de 0,7 à 2 le nanomètre (en général environ 1,0 nanomètre) - 100.000 fois plus minces que des cheveux. Les longueurs de Buckytube sont type des centaines de périodes leurs diamètres.

Considérations Moléculaires

L'aspect moléculaire des buckytubes est critique. Chaque atome est dans la bonne place. C'est une différence profonde avec leurs plus grands, défectueux cousins. À un pharmacien, une molécule est une chose très spéciale. Une molécule est complète, et est habituellement relativement heureuse avec son identité. Quand une molécule est confrontée avec l'opportunité de changer, c.-à-d., pour subir une réaction chimique avec d'autres bits de substance, il y a presque toujours un barrage assez significatif à surmonter. Autre, « substance » non-moléculaire, une fois confronté avec l'autre substance, est habituellement rapide pour changer, et ajoute dedans avec la partie neuve pour effectuer un plus grand entier. Les Métaux sont comme ceci : une accumulation de métal exposée à plus de métal (ceci pourrait avoir lieu pendant la phase fondue, gazeuse, ou solide) facilitera l'ajout parce qu'elle ne possède pas l'exhaustibilité moléculaire et l'invariance.

Invariance Moléculaire

Un aspect de l'invariance moléculaire est la fiabilité et la prévisibilité du changement chimique. Les Molécules peuvent être induites, par varié signifie, pour surmonter leurs barrages pour changer, par exemple utilisant la chaleur. Mais généralement les produits de réaction en traitant des molécules sont cohérents. Ce n'est pas vrai des modifications cela les choses que non-moléculaires subissent. Deux accumulations de métal n'examinent pas jamais la même chose, juste comme deux flocons de neige n'examinent pas la même chose : les flocons de neige ne sont pas des molécules. L'effet de l'invariance moléculaire sur les propriétés matérielles est également profond. Celui Que la nature intrinsèque du matériau, là ne soient aucun défaut pour dégrader les propriétés. Vous obtenez ce qui obtenez vous.

Source : Carbon Nanotechnologies, Inc.

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît Carbon Nanotechnologies, Inc.

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

Last Update: 12. June 2013 20:36

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