Нанотехнологии в физике. Изучение структурных типов углеродных нанотрубок. Битюцкая Л.А - 4 стр.

                                       4

        П робл ема       созд а ния на ноструктур с за д а нными св ойств а ми и
контрол ируемыми ра змера ми в х од ит в числ о в а ж нейш их пробл ем XXI в ека .
Т а кие нов ые структуры нео бх од имы д л я эл ектроники, ма териа л о в ед ения,
физики, х имии, биол огии и мед ицины.
        К рупным событием в на уке ста л о открытие фул л еренов - но в ой
а л л о тро пно й формы угл ерод а , о тл ично й от а л ма за ил и гра фита . Ф ул л ерены
пред ста в л яю т собой за мкнутые о бол о чки из а томов угл ерод а . Н а ибол ее
изв естным и изученным яв л яется мол екул а C60, в кото рой а то мы ра спо л а га ю тся
в в ерш ина х усеченно го икоса эд ра . С ущ еств о в а ние фул л ерена C60 пред ска за л и
российские ученые Д.А .Б очв а р и Е .Г .Г а л ьперн ещ е в 1974 год у го ра зд о ра ньш е
их эксперимента л ьно го обна руж ения. Э ксперимента л ьно ж е сущ еств ов а ние
фул л еренов был о д о ка за но л иш ь спустя 10 л ет в ра бота х Рол финга , К о кса и
К эл д ора . Вперв ые пол учены и эксперимента л ьно иссл ед ов а ны угл ерод ные
кл а стеры был и в 1985 год у а мерика нской группо й С мол л и-К ерл и а нгл ича на ми
под руков од ств о м К рото. В 1996 год у С мол л и, К ерл у и К ро то за о ткрытие
фул л еренов был а присуж д ена Н обел ев ска я премия по х имии.
        У глеро д ные на но т рубки (CNT – carbon nanotubes) был и открыты в 1991
го д у С умио И ид ж имой, сотруд ником япо нско й корпора ции NEC. П ерв ые
угл ерод ные на нотрубки был и обна руж ены в са ж е, котора я обра зуется при
ра спыл ении гра фитов ого эл ектрод а в эл ектрической д уге. И змерения,
в ыпол ненные с помощ ью эл ектро нного микро ско па , пока за л и, что д иа метр
та ких нитей не прев ыш а ет нескол ьких на нометро в , а д л ина от од но го д о
нескол ьких микрон.
        В о тл ичие о т фул л ерено в с их сферическо й ил и сфероид а л ьной формо й,
угл ерод ные на нотрубки пред ста в л яю т собой сил ьно в ытянутые мо л екул ы,
кото рые в на ча л е на зыв а л и тубул ярными фул л ерена ми ил и тубел ена ми. С о
в ременем в ыяснил ось, что кл а сс этих «в ытянутых фул л ерено в » о чень ш иро к, а
по уника л ьности св оих св ойств и, соотв етств енно, по перспектив а м
испол ьзов а ния на нотрубки зна чител ьно прев о сх о д ятфул л ерены.
        И ссл ед о в а ние угл ерод ных на нотрубок пред ста в л яет зна чител ьный
фунд а мента л ьный и прикл а д ной интерес. Ф унд а мента л ьный интерес
о бусл о в л ен необычной структурой на но трубо к и ш иро ким изменением их
физико-х имических св ойств . До конца ещ е не реш ены в опросы о мех а низма х
роста угл ерод ных на но трубо к в ра зл ичных эксперимента л ьных усл ов иях , о
природ е их св о йств и д р. Реш ение пробл емы прикл а д ного испол ьзов а ния
угл ерод ных на но трубо к за в исит от стоимости их произв од ств а . Т ем не менее
та кие        св ойств а        на но трубо к, ка к   св ерх миниа тю рные       ра змеры,
пол упров од ников ые и мета л л ические св о йств а , х оро ш а я эл ектро пров од ность,
в ысо кие эмиссионные х а ра ктеристики, ка пил л ярность, в ысока я х имическа я
ста бил ьность и спо собность присоед инять к себе х имические ра д ика л ы,
позв ол яю тна д еяться на эффектив но е применение на нотрубок в измерител ьной
тех нике, эл ектронике и на ноэл ектронике, х имической тех нол огии, биол огии и
мед ицине.