Введение в нанотехнологию. Рухов А.В - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Реализация той или иной структуры многослойной нанотрубки в конкретной экспериментальной ситуации зависит от
условий синтеза. Наиболее типичной структурой многослойных нанотрубок является структура типа матрёшки (рис. 7,
а
), в
которой трубки меньшего размера последовательно вложены в трубки большего размера.
Свойства углеродных нанотрубок и нановолокон прежде всего зависят от природы химической связи между атомами
углерода. Поскольку углеродная нанотрубка может быть представлена как свёрнутый в цилиндр графитовый лист, очевидно,
что типы связей этих структур подобны.
Ещё более разнообразны по структуре и морфологии углеродные нановолокна (УНВ), в которых атомные слои могут
располагаться под углом к оси волокна. Однако и здесь в большинстве случаев эти слои представляют собой атомные сетки
из сочленённых шестиугольников.
На рисунке 8 показаны только некоторые возможные конструкции расположения графеновых слоёв в МУНТ и УНВ.
Основными параметрами МУНТ и УНВ являются средний внешний (
D
) и внутренний (
d
) диаметр, средняя длина (
L
),
количество графеновых слоёв (
n
) и угол конусности (γ) для структур
б
,
в
,
д
–
ж
рис. 8.
Рис. 8. Морфологические разновидности МУНТ и УНВ:
а
– нановолокно «столбик монет»;
б
– нановолокно «ёлочной структуры»
(стопка конусов, «рыбья кость»);
в
– нанотрубка «стопка чашек»
(«ламповые абажуры»);
г
– нанотрубка «русская матрёшка»;
д
– бамбукообразное нановолокно;
е
– нановолокно со сферическими
секциями;
ж
– нановолокно с полиэдрическими секциями
Существует достаточно большое количество методик определения среднего внешнего и внутреннего диаметра МУНТ и
УНВ. В рамках данного практического занятия предлагается следующий подход. На изображении (рис. 9), полученном
методами просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, проводится осевая линия нанотрубки.
Равномерно по длине осевой линии строятся пять нормалей к ней. Построенные нормали образуют пять сечений, в которых
с использованием масштабной линии определяются внешние (по наружным графеновым слоям или их элементам) и
внутренние (по внутренним графеновым слоям или их элементам) диаметры МУНТ. С использованием статистического
метода Стьюдента рассчитываются значения, абсолютные и относительные погрешности определения внешнего и
внутреннего диаметра.
Рис. 9. Изображение МУНТ,
полученное методом
просвечивающей электронной
микроскопии
высокого разрешения
Рис. 10 Изображение углеродного
нановолокна с морфологией
«стопка чашек» и переменным
углом конусности
γ = 0°
γ = 11°

Страницы