Нанотехнологии в физике. Изучение структурных типов углеродных нанотрубок. Битюцкая Л.А - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

16
Рис. 13. Схематические модели поперечной структуры многослойной
нанотрубки: а ) матрешка ; б) свиток.
Реализация той или иной структуры многослойной нанотрубки зависит от
условий синтеза .
3.4. Шапки углеродных нанотрубок
Почти все углеродные нанотрубки закрыты с обоих концов шапками,
содержащими, как правило, пентагональные углеродные кольца , но могут быть
и других модификаций (гептагональные кольца наряду с пентагональными).
Все замкнутые нанортубки должны удовлетворять правилу Эйлера ,
согласно которому гексагональная решетка любого размера и формы может
образовать замкнутую структуру только путем включения в нее 12 пентагонов.
Любая шапка для нанотрубки должна содержать 6 пентагонов (пренебрегая в
данный момент шапками, содержащими гептагоны). Самыми маленькими
трубками, которые могут быть замкнуты изолированными пентагонами,
являются кресельная нанотрубка (5,5) и зигзагная (9,0) (рис. 14). Для каждой из
них существует единственно возможная шапка , соответствующая молекуле С
60
,
разделенной двумя способами: пополам в направлении, перпендикулярном
одной из осей пятого порядка для кресельных нанотрубок и перпендикулярном
одной из осей третьего порядка для зигзагных.
Рис. 14. Углеродные нанотрубки, закрытые половиной молекулы С
60
:
а ) зигзагная (9,0); б) кресельная (5,5).
Экспериментальные исследования шапок нанотрубок показывают, что
шапки могут иметь также коническую форму. 
                                       16

      Рис. 13. С х ема тические мод ел и поперечной структуры мно госл ойной
                         на но трубки: а ) ма треш ка ; б) св ито к.

      Реа л иза ция то й ил и иной структуры мно госл ойной на нотрубки за в иситот
усл о в ий синтеза .

                        3.4. Ш ап ки углеродны х нанотрубок

      П очти в се угл ерод ные на но трубки за крыты с обо их концов ш а пка ми,
сод ерж а щ ими, ка к пра в ил о, пента гона л ьные угл еро д ные ко л ьца , но могутбыть
и д ругих мод ифика ций (гепта го на л ьные кол ьца на ряд ус пента гона л ьными).
        Все за мкнутые на нортубки д ол ж ны уд ов л етв орять пра в ил у Э йл ера ,
со гл а сно ко торому гекса го на л ьна я реш етка л ю бо го ра змера и формы мож ет
о бра зов а ть за мкнутую структуру то л ько путем в кл ю чения в нее 12 пента го нов .
Л ю ба я ш а пка д л я на нотрубки д ол ж на сод ерж а ть 6 пента гонов (пренебрега я в
д а нный мо мент ш а пка ми, сод ерж а щ ими гепта гоны). С а мыми ма л енькими
трубка ми, ко торые мо гут быть за мкнуты изол иро в а нными пента гона ми,
яв л яю тся кресел ьна я на нотрубка (5,5) и зигза гна я (9,0) (рис. 14). Дл я ка ж д ой из
них сущ еств уетед инств енно в о змож на я ш а пка , соо тв етств ую щ а я мол екул е С 60,
ра зд ел енной д в умя спо соба ми: попол а м в на пра в л ении, перпенд икул ярно м
о д но й изосей пято го по ряд ка д л я кресел ьных на но трубо к и перпенд икул ярно м
о д но й изо сей третьего поряд ка д л я зигза гных .




      Рис. 14. Угл ерод ные на но трубки, за крытые пол ов иной мол екул ы С      60:
                       а ) зигза гна я (9,0); б) кресел ьна я (5,5).

     Э ксперимента л ьные иссл ед ов а ния ш а по к на нотрубок по ка зыв а ю т, что
ш а пки могутиметьта кж е коническую форму.

Страницы