Mavzu. Nanostrukturali materiallar ishlab chiqarish texnologiyasi va xossalari

 
4.4. Uglevodorodli nanomateriallar sintezi 
 
Birinchi fullerenlar qattiq grafit na’munalarni lazer nuri ostida 
bug‘lantirishdan olingan kondensatlangan grafit bug‘laridan ajratib olingan. 1990 
yilda bir qator olimlar (Krepchir, Xofman) bir necha gramm o‘lchamda fullerenlar 
olish usulini ishlab chiqishdi. Usul grafit sterjenlari – elektrodlarni atmosferalarda 
elektr yoyida kuydirishdan iborat. Ndan past atmosferada emas. Jarayonining 

---

optimal parametrlarini tanlash yaroqli fullerenlar chiqishini optimallashtirdi.
Fullerenlarning optimal chiqishi sterjenning dastlabki massasidan 3-5% anod 
massasidan. Bu fulleren qiymatining baland bo‘lishini belgilaydi. Bu bilan 
YAponlar qiziqib qoldilar. Mitsubishi firmasi uglevodlarni kuydirish yo‘li bilan 
yaroqli fullerdarni olishni sa’noat miqyosiga olib chiqdilar. Biroq bunday fullerenlar 
ular sof emas. Ularing tarkibida O
2
mavjud. SHu sababli sof fulleren olinishining 
yagona usuli bu atmosferada Ne yoqishdir (kuydirish) (rasm 9). 
Rasm 9. S60 fulleren strukturasi (geksagonlar va pentagonlar)
8
Fulleren oluvchi va tozalovchi qurilmalarning umumiy soni ortgani tufayli 
uning tan narxi pasaydi. (Avvaliga- 10000$ bo‘lsa, hozirda 10/158). Fulleren 
narxining qimmatligiga sabab uning chiqish foizi kamligi emas, balki tozalash 
tizimining murakkabligidir.
Tozalashning standart sxemasi: kuydirganda qurumga o‘xshagan narsa hosil 
bo‘ladi, uni erituvchi bilan aralashtiradilar (tomzol), so‘ng bu qorishma filtrlanadi. 
Qolgan to‘q rangdagi cho‘kma turli fullerenlarning mayda dispersiyali 
qorishmasidir. Bu aralashmani tarkibiga ko‘ra turlarga bo‘lish zarur. Bu jarayon o‘ta 
yuqori mikroskopiyadagi suyuq xromotografiya yordamida hamda skanerlovchi 
zondli mikroskopiya yordamida o‘tkaziladi. 
Avvallari huddi shunday grafitni elektr yoyli yoki lazerli bug‘lantirish, 
so‘ngra inert gaz muhitida kondensatlash usuli bilan UNT olishardi. Biroq bu usul 
uncha samarali bo‘lib chiqmadi. SHu sababli hozirda eng maqbul usul bu - bug‘dan 
8
Jeremy Ramsden Nanotechnology, Second Edition: An Introduction (Micro and Nano 
Technologies) 2nd Edition, Elsevier, 2011, 195 

---

kimyoviy cho‘kma hosil qilishdir. Buning uchun uglerod tarkibli birikma olinadi. 
Masalan atseetilen, uni qattiq qizdirilgan, Me katalizator yuzasida parjalaydilar. 
SHundan so‘ng kattalizator yuzasida zich bo‘lib UNT o‘sa boshlaydi. Ushbu reksiya 
gazsimon uglerodlarning katalitik piroliz deb ataladi. Ko‘p xollarda trubasimon 
pechlarda amalga oshiriladi. Bunda katalizator sifatida Fe, Co, Ni, dan 
foydalanadilar. Ularning zarrachalari bilan teolit bo‘lakchalarini tuyintiradilar. 
Seolit – tabiy material. Elektr yoyli, lazerli, yoki yuqori haroratdagi sintezning 
boshqa turlaridan farqli o‘laroq kattalik piroliz uglevodorodli nanotuzilmalarni 
labaratoriya masshtabida emas, balki sa’noat masshtabida ishlab chiqarish imkonini 
beradi. Ular uncha toza emas va tarkibi ham bir-xil bo‘lmasligi mumkin. SHunga 
qaramay ulardan foydalanish mumkin. 
Grafen – grafit zarrachalari. Grafen tangachalarini oksidlangan Si yuzasiga 
qo‘yadilar. Bu grafenni elektro fizikaviy o‘lchovlar uchun tadqiqot qilish imkonini 
beradi. Masalan grafen olishining kimyoviy usuli: kristallsimon grafitga NSl va 
N
2
SO
4
ni ta’sir etirradilar. Buning natijasida grafen tangachalarida oksidlanish ro‘y 
beradi. Grafenning karboksil guruxi tionixloridga ishlov berish yo‘li bilan 
xloridlarga aylantiriladi. SHundan so‘ng esa tetrogidrofurunlar, tetraxlormetan va 
zixloroetan eritmalarida oktadetsilamik ta’sirida qalinligi 0.5 nim bo‘lgan grafinli 
qatlam hosil bo‘ladi (rasm 10-12). 
Rasm 10. Grafen. Uglerodning sp
2
kimyoviy bog‘lari (d(S-S) = 0.3 nm)
9
9
Jeremy Ramsden Nanotechnology, Second Edition: An Introduction (Micro and Nano 
Technologies) 2nd Edition, Elsevier, 2011, 190 

---

Rasm 11. Grafen va uglerodning nanomateriallari 

---

Rasm 12. Birqavatli va ko‘pqavatli uglerodli nanonaychalar, grefen mono 
qavati
10
Rasm 13. PECVD yordamida olingan nanonaychalarning o‘rmoni
11
Kremniy karbidi yuzasida grafen olish usuli. Bunda grafen kremniy karbidi 
yuzasida pirlik parchalanish yo‘li bilan hosil bo‘ladi. Tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, 
bu holda ajralib chiqqan grafit qatlami bir atomli qatlamga nisbatan qalinroq bo‘ladi. 
Bo‘linishi chegarasida kompensatsiyalangan zaryad hosil bo‘ladi. Elektronlar 
chiqishi orasida farq sabali o‘tkazuvchanlikda grafitning bir atomarli qatlamigina 
ishtirok etadi. YA’ni bu qatlam grafendir.