Sandia ציית לידה באקי - השערה אישור של סמולי

Published on November 22, 2007 at 10:19 AM

כמעט כל הקהילה המדעית שמע על פולרנים, אבל אף אחד עד Sandia של הואנג Jianyu ראה אחת נולדת.

פולרנים - הידוע יותר רשמית buckminsterfullerene C-60 - הם פחמן צמודות ננו על שם הדמיון שלהם הכיפה הגיאודזית macrostructures המועדף על כוחם על ידי הסביבה בקמינסטר פולר.

בנוסף הכוח שנוצר על ידי אג"ח פחמן חמצני שלהם - "את הקשרים הכימיים החזקים ביותר אמא טבע", אומר הואנג, שעדיין נראה איפוא, את המאפיינים של nanomaterial - מבנה הטפסים כלוב חדיר יחסית מתקבל על הדעת כי יכול בבטחה תחבורה מולקולות המימן כדלק, או מינונים זעירים של תרופות לאתרים ממוקדים בגוף האדם.

אבל לפני השימוש הנרחב שלהם הוא אפשרי, פולרנים צריך להיות זמין במספרים גדולים. כדי להשיג זאת, הבנה טובה יותר כיצד הם יוצרים היא קריטית.

"יש לנו עכשיו הישיר הראשון, הוכחה, באתרו ניסיוני של השערת - משמעותי מאוד בקהילה המדעית - כי מבנים אלה נוצרים על ידי" גלישת להתכווץ, "מחומם של יריעות פחמן", אומר הואנג.

כלומר, חימום מכופף יחיד אטומי פחמן שכבת יריעות לקעריות ננו, ולאחר מכן מוסיף אטומי פחמן יותר לקצה הקערות עד להיווצרות של פולרנים ענק - גדול יותר, גרסאות פחות יציבות של המולקולה C-60. המשך היישום של חום מפחית אלה פולרנים - "לכווץ גלישת" הוא המונח המועדף - לגודל של יציבה C-60 מולקולות, באקי: הסדר יציב הקטנים ביותר של אטומי פחמן צורה.

חימום נוסף, באקי נעלמת, מתן הוכחה נוספת כי השלב באקי הושגה.

Codiscoverer באקי (1985) חתן פרס נובל (1996) וריצ'רד סמולי היה שיערו כי פולרנים נוצרים בדרך זו, אך מותו בשנת 2005 ללא אישור ניסיוני היה זמין עדיין ושיטות אחרות הוצעו.

נייר המפרט את העבודה פורסמה 26 אוקטובר העת Physical Review Letters.

תגליתו של הואנג קרה במפתיע. הוא היה למעשה מחפשים פגמים עמידות Nanotube. העברת זרם חשמלי דרך קצה אטום בגודל של מיקרוסקופ מנהור סורק (STM) - עצמו בתוך מיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים (TEM) - הוא מחומם Nanotube 10 ננומטר בקוטר פחמן multiwalled כ 2,000 מעלות צלזיוס כשראה החיצוני הפגזים של פולרנים ענק טופס קליפות בתוך Nanotube. ברזולוציה גבוהה 2-D תמונות של תהליך שצולמו על ידי מצלמת CCD מחובר מיקרוסקופ הראה את פולרנים הקטנת קוטר, באופן ליניארי עם הזמן, עד המבנים הפכו את הגודל של C-60, הסידור הקטן ביותר של אטומי פחמן היוצרים את soccerball צורה.

ואז פולרנים נעלם.

סימולציות שנוצרו על פי בקשתו של הואנג על ידי צוות של בוריס יעקובסון מאוניברסיטת רייס, מי coauthored הנייר סקירה גופנית, מופע חימום שיכול להפחית פולרנים על ידי הדימרים פולטות פחמן (זוגות של אטומים) עד שהגיעו הצורה הבסיסית buckeyball. הסרה נוספת של זוגות פחמן התמוטט המבנה.

פולרנים נוצרים על ידי הסדרים משושה ו המחומשת של אטומי פחמן, כי נראה תפור או מרותכים יחד, מראה הרבה כמו כדורגל. העקמומיות שלהם, לעומת זאת, נגרמת על ידי מחומשים לבד, 12 עד באקי. אטומים יוצאים לעזוב את אותו מספר של מחומשים עד מתכווץ פולרן מתחת צורה הקטן שלה יציבה, אשר מתחתן מתפורר באקי.

"נהגתי ללמוד מתכות", אומר הואנג, שגדל בכפר חקלאי נידח סיני ועכשיו מנצל את המכשירים המורכבים ביותר במרכז של Sandia ננוטכנולוגיות משולב (CINT). "אבל ננו פחמן עכשיו הם הרבה יותר מעניין אותי".

CINT הוא מאמץ משותף של Sandia ו במעבדות הלאומיות בלוס אלמוס, והוא נתמך על ידי משרד DOE של המדע.

התגלית באקי נעשתה בתחילה על מכשירים דומים על ידי בוסטון קולג' הואנג, ופירשו אז CINT.

"החללית STM בתוך TEM הוא כלי רב עוצמה ננוטכנולוגיה", אומר הואנג. "החללית היא כמו STM אצבע אלוהים: הוא יכול לתפוס חפצים קטנים מאוד, קטן ככל שרשרת אטומי יחיד, מה שמאפשר לי לעשות Nanomechanics, nanoelectronics, ומחקרים אף תרמית של צינורות פחמן nanowires".

המחקר מומן על ידי CINT מעבדה של Sandia בימוי מחקר תוכנית פיתוח.

תמונות אטומית של החלק הפנימי של Nanotube מופע היווצרות של פולרנים, הפחתה שלהם ל-C-60 פולרנים, והפיזור שלהם כאשר מחומם מעבר לנקודה זו. התמונות צולמו על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים.

http://www.sandia.gov

Last Update: 3. October 2011 20:56

Tell Us What You Think

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

Leave your feedback
Submit