Carbonio Nanotubes - Cronologia e Sviluppo di Carbonio Nanotubes (Buckytubes)

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Sfondo

Carbonio Nanotubes

Multiwall Nanotubes

Buckytubes

Considerazioni Molecolari

Invarianza Molecolare

Sfondo

L'inizio di questa storia è stato detto molte volte. Nel 1985, una confluenza degli eventi piombo ad un esperimento inatteso e non pianificato con un nuovo genere di microscopio con conseguente scoperta di nuova molecola fatta puramente di carbonio - i chimici stessi dell'elemento ritenuti là erano niente più imparare circa. Buckyballs - sessanta atomi di carbonio sistemati in una forma del pallone da calcio - era stato scoperto ed il mondo chimico, per non menzionare i mondi fisici e materiali, mai non sarebbe lo stesso.

Fullerenes

Infatti, che cosa era stato scoperto non era appena una singola nuova molecola ma una classe infinita di nuove molecole: i fullerenes. Ogni fullerene - C60, C70, C84, Ecc. - ha posseduto la caratteristica essenziale di essere una gabbia pura del carbonio, ogni atomo tenuto da adesivo a tre altri come in grafite. A Differenza della grafite, ogni fullerene ha esattamente 12 fronti di taglio pentagonali con un numero variante delle fronti di taglio esagonali (per esempio, il buckyball - C -60 ha 20).

AZoNano - A - Z di Nanotecnologia - I vari moduli di carbonio compreso buckminsterfullerene

Vari moduli di carbonio.

Alcuni fullerenes, come la C60, erano sferoidali nella forma ed altri, come la C70, erano oblunghi come una palla di rugby. Il Dott. Richard Smalley ha riconosciuto nel 1990 che, in linea di principio, un fullerene tubolare dovrebbe essere possibile, ricoperto ad ogni estremità, per esempio, dai due emisferi della C60, connessi da un segmento diritto del tubo, con soltanto le unità esagonali in sua struttura. Millie Dresselhaus, sentendo parlare questo concetto, ha definito questi oggetti immaginati “buckytubes.„

Carbonio Nanotubes

Nella realtà, tuttavia, i nanotubes del carbonio erano stati scoperti 30 anni più in anticipo, ma pienamente non erano stati valutati a quel tempo. Verso la fine degli anni 50, Ruggero Bacone al Carburo del Sindacato, ha trovato una nuova fibra sconosciuta del carbonio mentre studiava il carbonio nelle circostanze vicino al suo punto triplo. Ha osservato i tubi diritti e vuoti di carbonio che sono sembrato consistere in livelli grafitici di carbonio separati dallo stesso gioco dei livelli planari di grafite. Negli anni 70, Morinobu Endo ha osservato ancora questi tubi, prodotto tramite un trattamento in fase gassosa. Effettivamente, anche ha osservato alcuni tubi consistere soltanto in un a un solo strato della grafite acciambellata.

Buckytube o nanotube del carbonio

Nel 1991, dopo la scoperta e la verifica dei fullerenes, Sumio Iijima del NEC ha osservato i nanotubes del multiwall formati in uno scarico di elettrodo di carbone e due anni più successivamente, lui e Donald Bethune ad IBM hanno osservato indipendente i nanotubes a parete semplice - buckytubes. Questi polimeri puri del carbonio potrebbero ora essere capiti nel contesto dei fullerenes, cambianti la percezione di loro alle molecole, con tutti che la designazione speciale implicasse. Nanotubes era stato .

Multiwall Nanotubes

Ora, dieci anni dopo l'osservazione iniziale di Iijima, sappiamo molto circa i nanotubes ed i fullerenes tubolari. Sappiamo che i nanotubes del multiwall sono prodotti invariabilmente con un'alta frequenza dei difetti strutturali. (In confronto alle loro più grandi relazioni, alle 5-20 fibre della grafite del micron-diametro utilizzate nelle applicazioni aerospaziali e di sport delle merci, i nanotubes del multiwall sono strutturalmente abbastanza sani; tuttavia, contengono frequentemente le regioni di imperfezione strutturale.) Come tutto lo scienziato materiale sa, è l'avvenimento dei difetti che degradano inevitabilmente i beni materiali di una sostanza, quale concentrazione. I beni intrinsechi di un materiale possono essere fuoriclasse, ma i beni reali del materiale alla rinfusa sono tipicamente soltanto alcune percentuali di cui il materiale esibirebbe se fosse strutturalmente perfetto. Per esempio, un difetto strutturale quale una microfrattura in un filo di acciaio, piombo ad errore catastrofico a 1-2% della resistenza alla rottura teorica una predirebbe basato sui principali chimici fondamentali.

Buckytubes

Al contrario, sono i fullerenes e sono così molecole: le molecole perfette e vuote di carbonio puro si sono collegate insieme in una rete esagonale tenuta da adesivo per formare il cilindro vuoto secondo le indicazioni di Figura 2. Il tubo è senza cuciture, con le estremità aperte o ricoperte. Il diametro dei nanotubes a parete semplice del carbonio è 0,7 a 2 il nanometro (in genere circa 1,0 nanometro) - 100.000 volte più sottili dei capelli umani. Le lunghezze di Buckytube sono tipicamente centinaia di periodi i loro diametri.

Considerazioni Molecolari

L'aspetto molecolare dei buckytubes è critico. Ogni atomo è nel giusto posto. Ciò è una differenza profonda con i loro più grandi, cugini difettosi. Ad un chimico, una molecola è una cosa molto speciale. Una molecola è completa ed è solitamente relativamente soddisfatta della sua identità. Quando una molecola è confrontata con l'opportunità di cambiare, cioè, subire una reazione chimica con altri bit di roba, c'è quasi sempre una barriera equo significativa da sormontare. Altro, “roba„ non molecolare, una volta confrontato con l'altra roba, è solitamente rapido cambiare ed aggiunge dentro con la nuova parte per fare un più grande intero. I Metalli sono come questo: un bello pezzo di metallo esposto a più metallo (questo potrebbe avere luogo nella fase fusa, gassosa, o solida) accomoderà l'aggiunta perché non possiede la totalità e l'invarianza molecolari.

Invarianza Molecolare

Un aspetto dell'invarianza molecolare è l'affidabilità e la prevedibilità di modifica chimica. Le Molecole possono essere indotte, da vario significa, superare le loro barriere per cambiare, per esempio facendo uso del calore. Ma generalmente i prodotti della reazione quando si occupa delle molecole sono coerenti. Ciò non è vero per i cambiamenti quello che le cose non molecolari subiscono. Nessun due bei pezzi di metallo guardano mai lo stessi, appena poichè nessun due fiocchi di neve guardano lo stessi: i fiocchi di neve non sono molecole. L'effetto dell'invarianza molecolare sui beni materiali è ugualmente profondo. Qualunque la natura intrinseca del materiale, là non è difetti per degradare i beni. Ottenete che cosa ottenete.

Sorgente: Carbon Nanotechnologies, Inc.

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego Carbon Nanotechnologies, Inc.

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

Last Update: 12. June 2013 20:40

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