1. Nanotublar (nanonaychalar). Nanotublarning turlari


Download 438.96 Kb.
bet1/2
Sana29.03.2020
Hajmi438.96 Kb.
  1   2

Reja:

1.Nanotublar (nanonaychalar).

2. Nanotublarning turlari.

3. Ko'p devorli uglerod nanotubalari xususiyatlari.
1.Nanotublar

Bir qatlamli nanonaylarni tasavvur qilishimiz oson. Ideal holda grafen varag'i (grafen poliaromatikdir sp2 gibridlangan ugleroddan tashkil topgan monoatomik qatlam olti burchak atomli haqiqiy grafit) dan iborat. Ushbu grafen qatlamlari va uni silindrga solib (1-rasm), olti burchakli halqalarni joylashtirilganligiga ishonch hosil qilingan holda izchil qo'shilishdan hosil bo’lgan moddadir. Naychaning uchlari Ikki qopqoq bilan muhrlangan, har bir qopqoq gemiga-fulleren diametri mos keladi.

Uglerodli nanotubkalar (CNTs)-uglerodning allotroplari, ular nanostrukturaga ega bo'lib, diametri uning uzunligidan 1,000,000 marta kattaroq bo'lishi mumkin. Ushbu silindrsimon uglerod molekulalari yangi xususiyatlarga egaligi bilan Nanotexnologiya sohasining ko’plab dasturlari uchun foydalidir. Ular g'ayrioddiy mexanik xususiyatlarga ega, masalan yuqori qattiqlik va yuqori elastiklikka ega. O'zlarining elektron tuzilmalariga murojaat qilsak, ular yarimo'tkazgich va metall xususiyatlarini namoyish etadilar,shu sababli texnologiyaning barcha xususiyatlarini qamrab oladi. Nanotubkalar bitta devorli nanotublar va ko'p devorli nanotublar kabi turlaga ajratiladi. Bu turlar ularning ularning qoplamasiga qarab tasniflanadi. Nanotublarni katta hajmlarda ishlab chiqarish texnologiyalari ishlab chiqilgan, shu jumladan yoy razryadi, lazer ablasiyasi, bug'larning kimyoviy birikmasi, silan eritmasi va olov sintezi usuli.

Kuchli tadqiqotlar olib borildi va olimlar ushbu tuzilmalarning imkoniyatlarini sinab ko'rishdi. Shubhasiz, uglerod nanotubalari katta potentsialga ega bo'lgan materialni namoyish etadi, shu bilan birga elektr, elektr jihozlarining yangi avlodida yutuqlarni keltirib chiqaradigan uskunalar va bio maydonlar yaratilshiga asos bo’ldi. Umuman olganda, CNTni o'rganish bo'yicha yaqinda o'tkazilgan tadqiqotlar kelajakda nima kutayotganligini ko'rsatmoqda. Nanotexnologiya, optika, elektronika va materialshunoslikning boshqa sohalarida Nanotublar ularningning kelajagi hisoblanadi.

Nanotublar 1985 yilda uglerod molekulasini yangi mikroskop bilan o’rganish jarayonida kutilmagan va rejalashtirilmagan eksperimentga olib keldi. natijada sof ugleroddan yasalgan yangi uglerod molekulasini kutilmaganda kashf etishdi. O’sha paytda kimyogarlar juda ko'p narsa haqida boshqa hech narsa bilmasliklarini his qilishdi. Bu molekula futbol to'pi shaklida tuzilgan oltmishta uglerod atomlari ko’rinishida kashf qilindi va kimyoviy olam manzarasini o’zgartirib yubordi, fizikani esa aytmasa ham bo’ladi va moddiy dunyo hech qachon bir xil bo'lmaydi.

Uglerodli nanotubkasi bu nanometr shkalasida diametrini o'lchaydigan ugleroddan yasalgan naycha shaklidagi materialdir. Uglerodli nanotubkalar qatlamlar soniga qarab uzunligi, qalinligi va egiluvchanligi jihatidan farq qiladigan ko'plab tuzilmalarga ega. Ular asosan bir xil grafit varaq (uglerod atomlaridan oltiburchakli yasalgan tovuq katagigga o’xshash to’r (3-rasm))laridan hosil bo'lishiga qaramay, ularning elektr x ususiyati jihatidan farq qiladi. Bu o'zgaruvchanliklarga qarab ular metal sifatida yoki yarim o'tkazgich sifatida qaraladi. Uglerod elementining Sp2 hybridizatsiya jarayonidan turli xil va xayratlanarli ajoyib tuzilmalar, biz bilgan taniqli grafitdan tashqari, ugleroddan ko'plab chuqurchalar bilan yopiq va ochiq qafaslarni qurishimiz mumkin. Birinchi topilgan bunday tuzilma Kroto va boshqalar tomonidan C60 molekulasi 1985-yilda kashf qilingan. Har xil uglerod qafaslari o’rganilgan bo’lsada, faqat 1991-yilda Iijima tomonidan birinchi marta quvurli uglerod tuzilmalari kuzatildi.

Nanotubalar bir necha o'nlab grafitli naychalardan (ko'p devorli uglerod nanotubalari (MWNT)) tashkil topgan turlari yaratilidi va bu turlar ko’p qatlamli nanotublar deb ataldi. Ularning qafaslari 0,34 nm qobiq ajralishi bilan joylashtirilgan, diametri 1 nm va uzunligning diametriga esa nisbati juda kattadir. Guruh sifatida uglerod nanotubalari odatda diametri 1 nm dan 50 nm gacha bo’ladi. Ularning uzunligi odatda bir necha mikronni tashkil etadi, ammo so'nggi yutuqlar nanotublarni ancha uzunroq qildi va santimetrgacha uzaytirildi. Grafen varag'ini turli xil uglerod nanotubalarini ishlab chiqaradigan bir necha usul bilan hosil qilish mumkin va uglerod nanotubalarini o'zlarining tuzilishi bo'yicha turlarga ajratish mumkin.
2. Nanotublarning turlari.

2.1 BIR QATLAMLI NANOTUBLARI (SWNT)

Ko'pincha bitta devorli nanotubkalar (SWNT) diametri 1 nanometrga yaqin, naycha uzunligi esa diametridan millionlab marta katta bo'lishi mumkin. SWNT tuzilishi grafen deb ataladigan bitta atomli qalinlikdagi grafit qatlamini silindr shaklida o’ralishidan xosil qilinadi. Grafen varag'ini o'rash usuli chiral vektor deb ataladigan juft indekslar bilan ifodalanadi (n, m). n va m sonlari grafenning asl kristalli panjarasida ikki yo'nalish bo'yicha birlik vektorlar sonini bildiradi. Agar m = 0 bo'lsananotubkalar "zigzag‖" deb nomlanadi, bu biz naychani aylana bo'ylab harakatlanayotgan olti burchakli naqsh uchun nomlanadi. Agar n = m bo'lsa, Nanotubkalar "kreslo" deb nomlanadi, unda sikogeksenning ikkita oltita uglerod atomini tasdiqlovchi vositalaridan biri tasvirlangan. Aks holda esa ular "chiral" deb nomlanadi, unda m qiymati zigzag va kreslo tuzilmalari o'rtasida joylashgan. Xiral so'zi xushomadni anglatadi va naychalarni har ikki yo'nalishda burish mumkinligini ko'rsatadi.





1 – rasm. Bir qatlamli nanotubka

2.2. KO’P QATLAMLI UGLEROD NANOTUBLARI (MWNTs)

Ko'p devorli nanotubalarning tuzilishini tasvirlash uchun ikkita model mavjud. Rus Doll modelida choyshablar grafit kontsentrik silindrlarga joylashtirilgan, masalan bitta devorli nanotube ichida yana bitta devorli nanotube joylashgan (SWNT). Parchment modelida, grafitning bir varag'i o'ralgan bo'lib, pergament varag'iga yoki o'ralgan gazetaga o'xshaydi. Ko'p devorli nanotubkalardagi qatlamlarning masofasi grafitdagi grafen qatlamlari orasidagi masofaga yaqin, taxminan 3,3 Å (330) pm). Ikki devorli uglerod nanotubkalarining (DWNT) maxsus joyini ta'kidlash keraki ularning morfologiyasi va xususiyatlari SWNTga o'xshash, ammo ularning kimyoviy moddalarga q2 nisbatan qarshiligi sezilarli darajada yaxshilangan. Buning muhim tomoni shundaki, yangi xususiyatlarni qo'shish uchun funktsionalizatsiya talab etiladi (bu nanotubalar yuzasida kimyoviy funktsiyalarni payvand qilishni anglatadi).



CNT. SWNT holatida kovalent Funktsionalizatsiya ba'zi bir C = C juft aloqalarni uzib, strukturadagi "teshiklarni" qoldiradi. Nanotube va shu bilan uning mexanik va elektr xususiyatlarini o'zgartiradi. DWNT holatida faqat tashqi devor o'zgartiriladi. Gram-shkala bo'yicha DWNT sintezi birinchi marta 2003 yilda CCVD texnologiyasi tomonidan metan va vodorod eritmalari arashmasining oksidlantirib qisqartirishida hosil qilingan.



Download 438.96 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
  1   2




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2020
ma'muriyatiga murojaat qiling