カーボン Nanotubes - カーボン Nanotubes (Buckytubes) の歴史そして開発

カバーされるトピック

背景

カーボン Nanotubes

Multiwall Nanotubes

Buckytubes

分子考察

分子不変性

背景

この物語の始めは何回も言われました。 イベントの 1985 年、カーボンから全く成っている新しい分子の発見に終って顕微鏡の新しい種類の予想外および無計画な実験に導かれる合流に - そこに感じられたまさに要素の化学者は約学ぶことを何も多くではなかったです。 Buckyballs - サッカーボールの形で配列される 60 の炭素原子物理的で、物質的な世界を述べないために - は化学世界、決してではないです同じ検出され。

フラーレン

実際は検出されたものが、ちょうど単一の新しい分子新しい分子の無限クラスでなくであった。 フラーレン。 各フラーレン - C60、 C70、 C84、等 - は純粋なカーボンケージ、グラファイトのように 3 他と結ばれた各原子であることの本質的特質を所有していました。 グラファイトとは違って、あらゆるフラーレンに六角形の表面のさまざまな番号を用いる 12 の pentagonal 表面が丁度あります (例えば、 buckyball - C - に60 20 があります)。

AZoNano - A からナノテクノロジーの Z - buckminsterfullerene を含むさまざまな形のカーボン

さまざまな形のカーボン。

あるフラーレンは、 C のような60、形で回転楕円面状であり、他は、 C のような70、ラグビーのボールのように細長かったです。 、原則的には、管状のフラーレンが、例えば、管のまっすぐなセグメントによって接続される C の 2 つの半球によって各端にキャップされて可能な、60べきであること構造の六角形の単位だけとの 1990 年に認識されるリチャード Smalley 先生。 この概念を聞いた上の Millie Dresselhaus は、ダビングしましたこれらの想像された目的 「buckytubes」。を

カーボン Nanotubes

しかし現実ではカーボン nanotubes は 30 年より早い検出されましたが、十分にその当時認められてしまいませんでした。 1950年代末、ユニオンカーバイドのロジャーのベーコンは、カーボンを三重点の近くで条件の下で調査している間奇妙で新しいカーボンファイバーを見つけました。 彼はグラファイトの平面の層と同じ間隔で分かれていたカーボンの黒鉛の層で成ったようであるカーボンのまっすぐな、空の管を観察しました。 70 年代では、内部 Morinobu はこれらの管を、気相塩基性プロセスによって作り出されて再度観察しました。 実際に、彼はある管を巻き上げられたグラファイトの単層だけで成っていることを観察しました。

Buckytube かカーボン nanotube

フラーレンの発見そして確認の後の 1991 年に、 NEC の Sumio Iijima はカーボンアークの排出で形作られた multiwall の nanotubes を観察し後で 2 年、 IBM の彼およびドナルド Bethune は独自に単一壁の nanotubes - buckytubes -- を観察しました。 これらの純粋なカーボンポリマーは特別な指定が意味するすべての分子にそれらの認識を、変更するフラーレンという点において今理解できます。 Nanotubes はありました

Multiwall Nanotubes

ここで、 Iijima の最初の観察の後の 10 年、私達は nanotubes および管状のフラーレンについてずいぶん確認します。 私達は multiwall の nanotubes が構造欠陥の高周波と必ず作り出されることがわかります。 (より大きい関係、宇宙航空およびスポーツ用品のアプリケーションで使用される 5-20 のミクロン直径のグラファイトのファイバーと比べて multiwall の nanotubes は構造的にかなり健全です; それにもかかわらず、それらは頻繁に構造欠陥の領域を含んでいます。) どの物質的な科学者でも確認するように、それは当然物質の物質的な特性を低下させる強さのような欠陥の発生です。 材料の本質的な第一人者である構造的に完全材料が表わすものをの普通第一次製品の実際の特性は数パーセントだけです。 例えば、鋼線の microcrack のような構造欠陥は理論的な破損強さ 1 の 1-2% で破局故障の、予測します基本的な化学校長に基づいて原因となります。

Buckytubes

それに対して、 フラーレンはあり、こうして分子です: 純粋なカーボンの完全な、空の分子は六角形に担保付きネットワークで図 2. に示すように空シリンダーを形作るためにリンクしました。 管は開いたかキャップされた端と継ぎ目が無いです。 単一壁カーボン nanotubes の直径は 0.7 へ 2 nm (普通約 1.0 nm) - 人間の毛髪より薄い 100,000 倍です。 Buckytube の長さは普通何百もの時直径です。

分子考察

buckytubes の分子面は重大です。 あらゆる原子は右の場所にあります。 これはより大きく、不完全ないとことの深遠な相違です。 化学者に、分子は非常に特別な事です。 分子は完全で、通常識別と比較的幸せです。 分子が、すなわち変更する、機会と原料の他のビットとの化学反応を経るために直面されるとき、ほとんどの場合克服するべきかなり重要な障壁があります。 他はの非分子 「原料」通常、他の原料と直面されたとき、変更して速く新しい部分とより大きい全を作るために追加します。 金属はこれのようです: より多くの金属 -- にさらされた金属の固まりは (これは溶解した、気体かまたは固相に起こることができます) 分子完全性および不変性を所有していないので付加を取り扱います。

分子不変性

分子不変性の 1 つの面は化学変化の信頼性そして予測可能性です。 分子はさまざまによって熱を使用して、例えば変更するために障壁を克服することを意味します、誘導することができます。 しかし分子を取扱うとき一般的に反作用の製品は一貫しています。 これは変更の本当非分子事が経るそれではないです。 金属の 2 つの固まりはちょうど 2 つの雪片が同じを見ないので、同じを見ません: 雪片は分子ではないです。 物質的な特性に対する分子不変性の効果は均等に深遠です。 材料の本質的な性質が、そこに特性を低下させる欠陥ではないものは何でも。 得るものに得ます。

ソース: Carbon Nanotechnologies、 Inc。

このソースのより多くの情報のために Carbon Nanotechnologies、 Inc. を訪問して下さい

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

Last Update: 12. June 2013 20:42

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit