Нанотехнология және наножүйелердегі негізгі түсініктерді атаңыз
" Фуллерен" терминінің қалыптасуын түсіндірініз
жүктеу/скачать 2,92 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 16.Көміртекті нанотүтікшелер құрылысы және түрлерін атаңыз.
| 15." Фуллерен" терминінің қалыптасуын түсіндірініз.
Ал алғашқы фуллеренді, яғни осы қосылыстар класының өкілі бакминстерфуллерен (C60) 1985 жылы Райс Университетінде (Хьюстон, штат Техас, АҚШ) Ричард Смолли, Роберт Керл, Джеймс Хит, Шон О'Брайен және Гарольд Крото графитті лазерлі сәулелендіру арқылы, плазманы синтездеу жолымен алды. 1990 жылы В. Кретчер және Д.Р. Хоффман қатты фуллерендерді микрокристалдар түрінде синтездеп алды. Фуллерендер – көміртегінің аллотроптық формалар классына кіретін молекулалық қосылыстар (алмаз, графит және карбин). КӨМІРТЕГІ — ЖЕР шарындағы ең көп тараған (12 мен 70 жастағы адам денесіндегі көміртегі құрамы 21% жетеді). Көміртектің табиғаттағы күрделі молекулалық құрлысына байланысты әртүрлі болып келеді. Мысалы: графит (қарандаштың өзегі), алмаз, карбин, фуллерен, көміртекті талшық, наноталшық, нанотүтек және т.б. Молекуалық құрылысы қатаң заңдылықтармен құралатын фуллерениілгіш темірден қатты зат. 1996 жылы Англия мен Американың химиктері Гарольд Крото, Ричард Смолли, и Роберт Керл әлемдегі керемет жаңалық фуллеренді ашып Нобелдік сый ақы алды. Фуллерен молекуласы 20 алты бұрышты және 12 бес бұрыштыатомдардан құралған футбол добына ұқсас болады (өлшемі метрден миллиард есе кіші). Бұл тұрақты форманы С60 фуллерені деп атайды. Доп сияқты формадағы фуллеренді тасымалдағыш қорап ретінде қолданса өте тиімді және өте қауіпсіз қорапша болады. Себебі ол сыртқы ортамен еш қандай байланысқа (химиялық, физикалық) түспейді. Мұндағы айтайын деп отырған ой «60 санының» шеңбер, шар және бүтін мінсіз затқа тәуелді сан екендігін көрсетеді. Осыған орай 5 (бес) 12-ден (он екі) немесе 12 (он екі) 5-тен (бес) құралған 60 жылды, 60 минутты, 60 секундты бір шеңбер, бір жас немесе бір жасау деп қабылдаған деп ойлаймын… 16.Көміртекті нанотүтікшелер құрылысы және түрлерін атаңыз. Жапон ғалымы Сумио Ииджиманың 1991 жылы жарыққа шыққан, көміртекті нанотүтікшелердің микросуреттері келтірілген мақаласынан кейін бүкіл әлем ғалымдарының түтікшелерге деген қызығушылығы артты. Ииджима оларды көміртекті моликулярлы талшықтар деп атаған. КНТ графен қабатымен қапталған наномөлшерлі көміртекті цилиндрден тұрады. Ақаусыз көміртекті нанотүтікшелер диаметрі 1-ден 120-150 нм дейін және ұзындығы жүздеген микрометрге жететін цилиндрге графиттің жазық атомдық торының жапсарсыз оралуы нәтижесінде түзіледі. Графин қабатының оралу қабілетіне байланысты үш түрлі цилиндрлік КНТ ажыратуға болады : ахиральді "кресло" типті (әрбір алтыбұрыштың екі жағы нанотүтіктер осіне парпендикуляр орналасқан) және ахиральді "зигзаг" типті ( әрбір алтыбұрыштың екі жағы нанотүтікше осіне паралель орналасқан )және хиральді ( спираль тәрізді алтыбұрыштың жақтарының нанотүтікше осіне 0 немесе 90-тан өзге бұрышпен орналасуы). КНТ беткі қабатының екіөлшемді құрылымы оралу векторымен(хиральділік) сипатталады Сһ және 1-теңдеумен анықталады. мұндағы а1 және а2 - гексагональді тордың бірлік векторлары, n,m - бүтін сандар(хиральділік индексі). Индекстерді енгізу мына суретте көрсетілген. n және m шамалары нанотүтікшенің диаметрімен d байланысты: мұндағы а- жазық көміртекті және хиральді бұрышты ( Ө шамасы зигзаг конфигурациясынан ауытқу шамасын көрсетеді 0 мен 30 градус шамасы аралығында болады) тордағы атомаралық қашықтық(0,1421нм) Кресло типті ахиральді КНТ индексі (n,n) және Ө=30 ал зигзаг типті КНТ индексі (n,0) және Ө =0, хиральді КНТ (n,m) индексі, аралығында болады. Бұл теңдеулерді қолдану арқылы КНТ диаметр шамаларын анықтауға болады. Нанотүтікшелер бір немесе көпқабатты болуы мүмкін, теориялық қабаттар саны шектелмеген, бірақ әдетте олар он немесе бірнеше ондықтан аспайды. Екінші немесе келесі атомдар қабатының диаметрі бірінші ішкі қабаттың диаметрімен анықталады. Бұл жағынан нанотүтікшелер құрылымы сарымсақ тәрізді фуллерендерді еске алады. жүктеу/скачать 2,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|