Нанотехнология негіздері оқу құралы Алматы
Көмiртектi нанотүтікшелердің құрылымы
жүктеу/скачать 3,32 Mb.
|
treatise34956
| 4.7. Көмiртектi нанотүтікшелердің құрылымы
Идеальды нанотүтікшелер-бұл графиттiң жазық гексагоналдық торын жіктеусіз ораудан алынған цилиндр болып табылады. Графиттiң гексагоналды торының өзара бағытталуы және нанотүтікшенің бойлық өсі нанотүтікшелердің өте маңызды құрылымдық сипаттамаларын анықтайды, олар хиральды деген атауды алды. Хиральдылық екі бүтін санмен (m, n) сипатталады, олар тордағы сол алты бұрыштың орналасу орнын көрсетеді, олар орау нәтижесінде координат басында орналасқан алтыбұрышпен сәйкес келуі керек. Сонымен бiрге нанотүтікшенің хиральдылығы a бұрышпен бiрмәндi анықталуы мүмкін. Нанотүтікшені орау бағытымен және онда көршілес алтыбұрыштардың бағытымен ортақ тараптарға ие. Нанотүтікшелерді ораудың көптеген варианттары бар (сурет 4.6), бірақ та солардың ішінде жүзеге асыру нәтижесінде гексагоналды тор құрылымының бұрмалануы болмайтыны таңдап алынады. Бұл бағыттарға a=0 және a=30 бұрыштары жауап береді, бұл (m, 0) және (2n, n) хиральдылыққа сәйкес келеді. 4.5 сурет. Нанотүтікшелерді ораудың варианттары Бір қабатты нанотүтікшелердің хиральдылық индекстері D диаметрін анықтайды: мұнда d0=0,142 нм – графиттің гексагональдық торындағы көміртек атомдарының арақашықтығы. Жоғарда келтірілген өрнек нанотүтікшелердің диаметрі бойынша хиральдылығын анықтауға мүмкіндік береді. Бір қабатты нанотүтікшелердің арасында (10, 10) хиральдылығы болған ерекше назар туындатады. Өткiзiлген есептеулер ұқсас құрылымдағы нанотүтікшелер өткізгіштіктің металлдық типіне, ал сонымен бірге басқа түтікшелердің хиральдығына салыстырғанда жоғары тұрақтылыққа және орнықтылыққа ие болу қажет. Бұл бекiтулердiң дұрыстығы 1996 жылы тәжірібе жолымен расталды, тұңғыш рет нанотүтікшенің D = 1,36 нм болган синтездеу iске асырылды, бұл (10, 10) хиральдылыққа сәйкес келеді. Көмiртектiң көп қабатты нанотүтікшелері бiр қабаттылардан формаларының және конфигурациясының көп әр түрлiлігімен айырмашылыққа ие болады. 4.6, а суретте көрсетiлген құрылым орыс мартрешкасы деп аталады. Ол коаксиалды бір бірінің ішіне салынған цилиндрлiк нанотүтікшелерден тұрады. 4.6, б суретте көрсетілгендей оралған рулонды немесе орамды еске салады. Барлық қарастырылған құрылымдар үшiн көршiлес қабаттар арасындағы орташа қашықтықтық, графиттегідей 0, 34 нм-ге тең. а б 4.6 сурет. Нанотүтікшелердің құрылымдары Қабаттарының санының аруымен идеалді цилиндрлiк формадан ауытқулар дәрежесі анық байқала бастайды. Кейбір жағдайларда сыртқы қабықша көп жақтылық формасын алады.Кейде беттік қабаттар тәртіпсіз орналасқан көміртек атомдарының құрылымынан тұрады. Басқа жағдайларда нанотүтікшелердің сыртқы қабатының идеальды гексагональдық торында бес бұрыштар және жетi бұрыштар түрiндегі цилиндрлік форманың өзгеруіне алып келетін ақаулар пайда болады. Бес бұрыштың бар болуы дөңес, жетi бұрыштың болуы - нанотүтікшенің цилиндрлік беті ойыс иілу түрінде болуына алып келеді. Бұндай ақаулардың болуы иілген және спираль тәрiздi нанотүтікшелердің болуына алып келеді, олар өсу кезінде иретіледі, өзара өріледі, байламдарды және басқа да созыңқы құрылымдарды пайда етеді. жүктеу/скачать 3,32 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|