نانو تيوپهاي كربني و روشهاي ساخت آنها

نانو تيوپهاي (نانو تيوب) كربني:

يكي از اكتشافات بزرگ مربوط به Nanotechnology ، كشف Nanotube 357.jpg است .نانو تيوبها صفحاتي از اتمهاي كربن هستند كه درون قسمتي غلطك مانند حركت مي كنند ودر ظاهر شبيه توريهاي سيمي هستند كه بر روي يك سمت آنها پوششي قرار گرفته باشد. Carbon Nanotube لوله كربني تو خالي است . نانو تيوب هاي كربني از منابع كربني مانند گرافيت يا گازهاي هيدروكربني بوسيله روشهايي مانند تخليه الكتريكي ، TCVD و Laserr ablation ساخته مي شوند . اين مواد به علت داشتن خواصي مانند سطح ويژه زياد  (700-1000 m2/gr) ، استحكام زياد (حدودا 50 برابر فولاد) و خصوصيات الكتريكي و الكترونيكي استثنايي موارد كاربرد زيادي از جمله استفاده به عنوان پايه كاتاليست ، تقويت مكانيكي پليمرها و كمپوزيت ها و ساخت قطعات الكترونيكي دارند .آنها 10 برابر از فولاد محكمتر ند در حاليكه وزنشان يك ششم وزن فولاد است. اين امتياز باعث شده است كه آنها اولين انتخاب براي ساختن پلها، هواپيماها وحتي سفينه هاي فضايي باشند. تنها مشكل اين است كه بزرگترين نانو تيوبي كه در آزمايشگاه ساخته مي شود تنها چند ميلينتر است. اما اين مسئله باعث شده كه درمورد ماشينهاي كوچك ، نانو تيوب ها ي كربني ايده آل باشند. يكي از مشكلاتي كه بر كيفيت ابزار MEMSتاثير منفي مي گذارد ساييدگي قسمتهاي بسيار كوچك آنهاست كه در هر ثانيه هزاران بار اتفاق مي افتد. اما در ياتاقانهاي ساخته شده از نانو تيوبها تقريبا هيچ گونه اصطحكاكي وجود ندارد.وامتيازمهم اين است كه نانو تيوبها در هر دو حالت رسانا ونارسانا وجود دارند واين ويژگي موجب استفاده آنها در وسايل مختلف الكتريكي شده است.  نانو تيوبها دو نوع هستند : نانو تيوبهاي چند ديواره اي و تك ديواره اي كه به ترتيب در سال 1991 و 1993 كشف شدند. نوع چند ديواره اي از الياف گرافيتي ساخته مي شود در حالي كه نانو تيوبهاي تك ديواره اي از الياف فولرن كشيده شده تشكيل شده اند . از زمان كشف اين مواد كاربرد هاي مختلفي پيشنهاد شده است كه از آن جمله مي توان استفاده از نوع چند ديواره اي را در نوك اي . اف . ام حامل و در مورد نوع تك ديواره به منظور استفاده در وسايل الكترونيكي يا به عنوان محيط مناسب جهت ذخيره هيدروژن اشاره نمود .
نانو تيوبهاي تك ديواره از ديواره هاي استوانه اي گرافن به قطر 1 تا 2 نانومتر تشكيل شده است . نوع چند ديواره اي ,ديواره هاي ضخيم تري دارد و از چندين استوانه هم محور گرافن كه با فاصله 34 نانومتر (در حد فاصله لايه هاي گرافيت) از هم جدا شده اند ,تشكيل گرديده است . قطر خارجي نانو تيوب چند ديواره اي 2 تا 25 نانومتر و سوراخ داخلي آن در محدوده 1 تا 8 نانومتر قرار دارد و ما بين لايه هاي منفرد گرافيت هيچگونه نظم سه بعدي وجود ندارد . طول متوسط نانو تيوب مي تواند چندين ميكرون باشد .

اولين بار نانو تيوبها در سال 1991 توسط «سوميو ايجيما» و به صورت کاملا اتفاقي در هنگام مطالعه سطوح الکترودهای کربن در هنگام تخليه قوس الکتريکی کشف شد.

دامنه کاربرد:

محاسبات اوليه نشان داده اند كه نانو تيوبها بسته به هليسيتي و قطرشان مي توانند رسانا يا نيمه رسانا باشد . دو سر تيوب حالت فلزي از خود نشان مي دهند .نانو تيوب در عين استحكام بالا بسيار انعطاف پذير است .
اكثر كاربرد ها بر اساس ساختار الكترونيكي ,استحكام مكانيكي ,انعطاف پذيري و ابعاد نانو تيوب پيشنهاد شده است . كاربرد الكترونيكي بر پايه نانو تيوب تك ديواره اي است در حالي كه در مورد ساير كاربردها تفاوتي ميان نوع چند ديواره اي و تك ديواره اي وجود ندارد . كاربرد نانو تيوب به عنوان وسايل الكترونيكي كوچك مورد توجه بيشتري قرار گرفته است . به عنوان مثال نوع تك ديواره اي كه بين دو الكترود فلزي قرار داده شده , مشابه وسايل نيمه رساناي مرسوم است و عملكرد آن در حد وسايل موجود برآورد شده است (عملكرد از لحاظ سوييچينگ). نانو تيوبها مي توانند به دليل استحكام و انعطاف پذيري در ساختمان مواد به كار روند و موادي با خواص بهتر را ايجاد كنند .

مشخصات :

 ساختار تو خالي نانو تيوب سبك بودن آن را به دنبال دارد . چگالي نوع چند ديواره اي 8/1 و نوع تك ديواره اي 8/0 است . استحكام ويژه آنها حداقل 100 برابر فولاد است . نانو تيوبها مقاومت خوبي در برابر مواد شيميايي داشته و از پايداري گرمايي بالاي برخوردارند . اكسايش نانو تيوب از دو سر تيوب آغاز مي شود . اين عمل باعث باز شدن تيوب خواهد شد . انتقال الكترون در نانو تيوبها منحصر به فرد است و در جهت محور شديدا رسانا هستند. رسانايي گرمايي آنها در جهت محوري نيز بالا است . نانو تيوبها از لحاظ كاتاليزوري فعال مي باشند. نانو تيوبها خاصيت مويينگي بالايي دارند و مي توانند گازها و مايعات را در خود جاي دهند . از نانو تيوبهاي چند ديواره اي به عنوان الكترود در واكنشهاي بيوالكترو شيميايي استفاده شده است . نانو تيوبها مي توانند واكنشهاي احياي اكسيژن را كاتاليز كنند. سرعت انتقال الكترون در نانو تيوب بيشتر از الكترودهاي كربني است . ذخيره هيدروژن در داخل حفره هاي نانو تيوبهاي تك ديواره اي امكان پذير خواهد بود . 

روشهاي توليد نانو تيوب كربني:
در سال 1991 توسط پژوهشگر ژاپني به نام سوميو ايجيما كه متخصص ميكروسكوپ آزمايشگاه NECبود ،آزمايشي به وقوع پيوست كه تا به حال سهم به سرتئي در توسعه نانو تكنولوژي داشته است. وي كه به دستكاري وتغيير روش هاي ارائه شده توسط محققين موسسه ي فيزيك هسته اي ماكس پلانگ جهت توليد فولرين مشغول بود، دو الكترد گرافيت را به جاي اتصال در فاصله كمي از يكديگر قرار داد وبين آنها قوس الكتريكي برقرار كرد. اين آزمايش سبب شد كه وي به طور كاملا اتفاقي نانو تيوب هاي كربني را كشف كند. اهميت روز افزون اين مواد در صنعت به دليل خواص مكانيكي والكتريكي جالب ومتنوع آنها ست .پيش بيني مي شود كه اين مواد بتوانند در بسياري از ساختار هاي نانو متري آينده به كار روند. دو نوع ساختار متفاوت نانو تيوب كربن وجود دارد،كه از بقيه اشكال آن تا حدودي متمايز است:
1- نانو لوله تك جداره Single Wall
2- نانو لوله چند جداره Multi Wall
اين دو مورد وخصوصا نوع تك جداره آن صرفا به دليل سادگي توجه پژوهشگران بيشتري را به خود جلب كرده است.نانو لوله تك جداره از يك ورقه ي گرافيت پيچيده به صورت استوانه به وجود آمده كه دو سر آن به حالت كروي مسدود است.تفاوت نوع چند جداره به وجود آمده كه درون هم قرار دارند. در ميان انواع روشهاي توليد نانو تيوب كربني تك جداره ،سه روش از اهميت وارزش بالاتري بر خوردار دارند. اين روشها عبارتند از :
1- قوس الكتريكي Arc Discharge
2- رسوب گذاري بخار شيميايي :
(Chemical Vapor Deposition or CVD)
3- تبخير ليزري (Laser Vaporization)

روش قوس الكتريكي:
روش قوس الكتريكي همان روشي است كه توسط سوميو ايجميا براي اولين بار به كار برده شد،بااين وجود مقدار محصول به وجود آمده در اين روش بسيار پايين است.ولي در روش رسوب گذاري بخار شيميايي مي توان محصول بيشتري را به دست آورد.و به همين دليل پيش بيني ميشود كه در آـينده براي توليد انبوه نانو لوله ها در مقياس صنعتي به كار رود.در روش قوس الكتريكي از دو الكترد گرافيت استفاده ميشود وآنها را درفاصله كمي از يكديگر قرار مي دهند به خاطر اينكه خلوص بدست آمده در روش ايجيميا بسيار پاييين بود Journet وهمكار انش در سال 1997 به دستكاري متد بكار رفته توسط ايجما پرداختند وبا بهينه كردن پارامتر هاي توليد توانستند نانو لوله هاي تك ديواره با خلوص وراندمان بالا بدست آورند .آنها از آند گرافيتي با قطر 16 وطول 40 ميلي متر وهمچنين الكترود ديگري با قطر 16 وطول 100 ميل متر به عنوان كاتد استفاده كردند ونيز براي بدست آوردن نانو لوله Single Wall ميان اند كاتاليست Ni,Yپرگرديد. عمود بودن يا در امتداد هم قرار داشتن كاتد وآند تاثير چنداني در سنتز ندارد.
براي اجراي قوس الكتريكي بايد محيط اطراف دستگاه را ابتدا خلا كرده وسپس در فشاري پايين (معمولا بين 260 تا 360 torr) از هليوم ويا آرگون كه گازهاي بي اثر هستند پر كنيم .يكي از عوامل مهم در سنتز نانو لوله ها به روش قوس الكتريكي پايداري قوس الكتريكي اعمال شده ونيز مقدار شدت جريان وولتاژ است كه مي تواند در مقدار محصول بدست آمده موثر باشد.در صورتي كه محصول مورد نظر نانو تيوب هاي Multi Wallباشد ديگر اجباري در استفاده از كاتاليزگرها نداريم با اينكه محصول به دست آمده توسط روس قوس الكتريكي به خاطر محدود بودن وسايل آزمايش بسيار كم است، اين روش توسط بسياري از پژوهشگران اجرا مي شودف زيرا مقدارمحصول براي يك كار تحقيقي روي نانو لوله اهميت خاصي ندارد بلكه آنچه مهم است خلوص محصول وكامل بودن ساختار آن است .كه روش قوس الكتريكي تا حد زيادي اين مشكل را بر طرف ميكند واما مشكل ديگردر روش قوس الكتريكي تكنيك خلا است كه در بسياري از آزمايشگاههاي سطح پايين امكان آن وجود ندارد ونيز استفاده از هليم وآرگون كه هر دو گازهاي گراني هستند، هر چند در بعضي از روشها از گاز هيدروژن استفاده شده است ولي اين مورد تالثير چنداني نداشته ومشكل بوجود آمده ديگر امكان انفجار وخطرات جانبي هيدروژن است.
پايداري قوس الكتريكي عامل مهمي در سنتز به شمار مي آيد با اين وجود استفاده از يك منبع تغذيه ي DCميتواند تاثير خوبي در سنتز داشته باشد وآزمايشات نشان داده است هر چند اندازه ي شدت جريان نسبت به اختلاف پتانسيل بيشتر باشد شرائط بهتر است ولي رسيدن به چنين جريان هائي بسيار مشكل است.


روش Magnetic Field:
يكي از موضوعات وپارامترهاي مهم براي پژوهشگراني كه مي خواهند از نانو لوله ها استفاده كنند خلوص محصول است وهمچنين اينكه در سطح مقدار بيشتري نانو لوله قرار گرفته باشد، تا بتوانند آزمايشهاي كيفي خود را با دقت بالاتري انجام دهند. در روش قوس الكتريكي هنگاه ايجاد قوس در اطراف كاتد وآند به دليل اختلاف پتانسيل وجريان، دما تا حد قابل توجهي بالا مي رود ،اين مقدار به اندازه اي است كه گرافيت (در حالت كلي كربن ) رو ي آند بخار شده وسپس روي كاتد مي نشيند.از آنجا كه در اطراف كاتد وآند گاز قرار دارد در نتيجه اين افزايش دما بر گاز نيز اثر گذاشته ودماي آنرا افزايش مي دهد . ودر نتيجه در اطراف محيطي نه به شكل گاز بلكه به شكل حالت چهارم ماده پلاسما به وجود آمده است .
دليل ليمكه پلاسما را حالت جديدي از ماده مي ناميم اين است كه از تركيب ين هاي مثبت ومنفي اتم هاي خنثي بوجود آمده است .با افزايش دما تعداد اتمهاي خنثي كاهش يافته در حقيقت ميزان بارهاي آزاد دما تعداد اتمهاي خنثي كاهش يافته در حقيقت ميزان بارهاي آزاد افزايش مي يابد .اما نكته مهم در پلاسما اثرات ميدان مغناطيسي بر آنهاست .به وسيله ميدان مغناطيسي مي توان پلاسما را در يك منطقه محصور كرد.اين جلوگيري از برخورد پلاسما با ديواره طرف كه در راكتور كه در راكتور گداخت گرمائي از آن استفاده ميشود مي تواند در سنتز نانو لوله ها بسيار موثر واقع شود. فرض كنيد اطراف الكترود هاي گرافيتي را با يك ميدان مغناطيسي حاصل از چها رآهن ربا احاطه كنيم ،در اين صورت وجود ميدان سبب مي شود پلاسما ي وجود آمده به ديوارها برخورد نكند وفقط در محدوده ي گرافيتها دما افزايش مي يابد كه اين امر باعث كمك به تبخير بهتر وسريعتر آند مي شود ودر كل سنتز حالت بهتري به خود مي گيرد.در اين مورد ديگر جنس طرف اهميت خاصي ندارد.


روش Under de-ionized Water:
برخي از محققان در جهت تلاش براي حذف تكنيك خلا وهم چنين گازهاي گران قيمت هليوم وآرگون به روشهاي جديدي دست يافته اند، از اين موارد مي توان به قرار دادن الكترودها در نيتروژن ما يع اشاره كرد، كه خود پر خطر است. آب چون يكي از موادي است كه به فور در طبيعت يافت ميشود ،مي تواند به راحتي مورد استفاده قرار گيرد. البته آبي كه در ساخت نانو لوله ها استفاده ميشود،از نوع de- ionized يا يون زدوده است كه از عبور جريان به مقدار زيادي جلوگيري مي كند .اين آب كه معمولا در صنعت ميكرو الكترونيك كاربرد زيادي دارد را مي توان به راحتي با استفاده از دستگاههاي (رزين)در آزمايشگاههاي شيمي بدست آورد ومعمولا نيروگاهها از اين آب استفاده مي كنند. خصوصيت جالب در مورد آب يون زدوده اين است كه خاصيت عبور ندادن جريان در آن براحتي از دست نمي رود . سنتز در آب مي تواند هزينه ي آزمايش را تا حد قابل توجهي كاهش دهد، ولي مقدار ودرجه خلوص نانو تيوب هاي بوجود آمده د راين آزمايش بسيار پايين است خصوصا اينكه مقداري از نانو لوله ها ممكن است در آب به صورت مخلوط وارد شود، كه البته مي توان با يك روكش گرافيتي از آن جلوگيري كرد. شكل الكترود ها وحالت قرار گرفتن آنها در سنتز قوس الكتريكي بسيار انعطاف پذير است .تا كنون با آزمايشهائي كه به وسيله اين روش صورت گرفته حتي در زمانهايي كه از كاتاليز گرها استفاده شده است ، محصول از نوع چند جداره بوده واين خاصيت آب در تشكيل نانو لوله هاي MWNTs است.

دارو رساني به وسيله نانو تيوبهاي كربني:
پژوهشگران به تازگي در يافته اند كه شكل خاصي از مولكولهاي كربن مي توانند به خوبي وارد هسته سلولها شوند ومي توان در آِينده اي نزديك از آنها درسيستم دارسازي وواكسيناسيون استفاده كردامروزه از اين مولكولهاي كربن كه (نانو تيوبهاي كربنCarbon nano tubes) ناميده مي شوند تنها جهت حمل پپتيدهاي كوچك به هسته هاي سلولهاي فيبروپلاستي استفاده مي شود ولي پژوهشگران اميدوارند كه بتوانند از آنها در درمان سرطان ،ژن درماني وواكسيناسيون نيز استفاده نمايند. آلبرتوبيانكو از موسسه CNRSدر استراسبوك فرانسه مي كويد كه پژوهشگران در مراحل اوليه تحقيقات مي باشند واز آنجا كه به نظر مي آيد نانو تيوبها مي توانند وارد هسته شوند، از اين خاصيت جهت حمل ژنها ي ساخته شده ورساندن داروها به بخش خاصي از سلول مي توان استفاده كرد. تيم تحقيقاتي بيانكو ،نانو تيوبها را چند روز در دي متيل فرماميد حرارت دادند وبه دنبال آن اتصالات كوتاهتري (اتيلن گيكول TEG) ايجاد شد وسپس پپتيدهاي كوچك به مولكولهاي TEGمتصل شدند وهنگامي كه اين نانو تيوبها با سلولهاي فيبروپلاست انساني كشف شده مخلوط شدند،به سرعت به سمت هسته حركت كردند. اصولا طيف وسيعي از مولكولها مي توانند به نانو تيوبها متصل شوند وبه راحتي به سمت سلولها حركت كنند وبه طور كلي نانو تيوبها سميت بالايي ندارند ودر دوزهاي پايين براي سلولها بي ضررند ولي در غلضتهاي بالا باعث از بين رفتن سلولها مي شوند وبايد اثرات آن در بدن مورد مطالعه قرار گيرد. روت دوتكان پژوهشگر دانشگاه كاريف انگلستان مي گويد:دلايل بسياري وجود دارد كه نشان مي دهد كه ذرات بسيار ريز مي توانند در سيستم دارو سازي مفيد باشند.اما مكانيسم وارد شدن نانو تيوبها به داخل سلولها مشخص نمي باشد.همچنين او مي گويد تحقيات نا موفقي جهت استفاده از bucky balls (نانو تيوبهاي كربني كروي) جهت رساندن داروهاي ضد سرطان ونوكلوتيدهاي پرتو زا به داخل سلول انجام شده است.

خلق نانوتيوپهاي كربني ابر رسانا

پژوهشگران نانو تيوب هاي كربني تك ديواره يك بعدي خلق كرده‌اند كه علاوه بر ويژگيهاي ابر رسانايي‌، پتانسيلي براي زير بناي نسل جديد الكترونيك‌هاي بسيار ريز هستند . پژوهش‌هاي قبلي اين احتمال را داده اند كه دسته اي از نانو تيوب ها – در اصل صفحات گرافيتي در اندازه اتمي كه درون استوانه اي به دور هم پيچيده اند – هنگامي كه روي هم انباشته مي‌شوند رفتار ابر رسانايي‌ نشان مي‌دهند.
پژوهشهاي Sheng و Tang فيزيك‌دانان موسسه علم و نانو تكنولوژي دانشگاه هنگ كنگ نشان داده است كه تك نانو تيوب هاي مجزاي يك بعدي نيز مي‌توانند ابر رسانا باشند. Sheng درمصاحبه با روزنامه بين المللي United Press اظهار داشته " اين تيوب‌ها يك بعدي هستند بنابراين ما با وجود يك بعدي بودن ابر رسانايي را نشان داده ايم و اين اولين باري است كه تا به حال مشاهده شده است و از جهاتي مرز جديدي است زيرا ما داريم پديده يك بعدي بودن را مي بينيم . ما در دنياي سه بعدي زندگي مي كنيم و روي يك بعدي بودن تامل كرده ايم و اكنون پديده يك بعدي بودن يك حقيقت شده است ."

آنها نانو تيوب ها را درون حفرات يك كريستال زئوليت رشد دادند كه همانند شابلون و يا قالب عمل مي‌كند و براي تشكيل
تيوب ها ابتدا دما را تا C 400 و سپس تاC 500 بالا بردند.
كربن يكي از متداولترين و مهمترين عناصر مي‌باشد . الماس كربن خالص است . اعتقادي بر ابر رسانايي كربن خالص وجود ندارد اما اين كشف نشان مي‌دهد كه صفحات كربن اگر به تيوب هايي به حد كافي كوچك شكل داده شوند، مي‌توانند خواصشان را تغيير دهند. حال سوال اينست كه آيا كربن خالص مي تواند ابر رسانا باشد؟ پاسخ حداقل در مقياس نانو بله مي باشد.

محدوديت هاي فيزيكي سيليكون تلاش هاي انجام گرفته براي كوچك كردن اندازه كامپيوترها، افزايش قدرت محاسباتي آنها و كاهش مصرف برقشان را با مشكل مواجه كرده است . اندازه بسيار كوچك نانو تيوب ها – فقط چند صد يا چند هزار اتم – و خواص الكترونيكي چند منظورشان ، آنها را كانديداي خوبي براي انتخاب در جاهايي كه سيليكون مساله ساز است ساخته است .

در حاليكه پژوهش‌ روي نانو تيوب ها هنوز نسبتا جوان است، كشف هاي اخير خبر مي دهند كه نانو تيوب ها مي‌توانند اساس قطعات الكترونيكي كوچك نظيركامپيوترهاي فرا ريز را تشكيل دهند.

و اما آخرين خبر درباره تعمير لوله هاي کربني:

رفتار ميکروسکپي يک نانوتيوب کربني(لوله نانويي از جنس کربن) که پاره است ، همانند حرکت يک کفش دوزک بنظر مي رسد. شکاف موجود در بافت نانو تيوب ناشي از تنشهاي حرارتي وارد شده به آن بوده و در حين فرآيند گذر از ساختارپنج جهي به هفت وجهي کربن در طول لوله دوخته مي شود.(به شکل بالا توجه کنيد)

Share

چاپ اين مطلب

       تعداد بازديد:26435       

ارسالي از سوي: مدير سايت    به بخش : نانوتکنولوزي

19 مطلب تكميلي/درخواست»


استاد ، پژوهشگر و دانشجوي عزيز:

با اميد به اينكه مطلب ارائه شده مفيد بوده باشد ، تقاضايي از شما داريم و آن اينكه :
اگر منبع ديگري (شامل : كتاب ، سايت ، مقاله و ...) مي شناسيد و يا مقاله اي داريد كه به هر چه تكميل تر شدن اين مطلب كمك مي كند آنرا معرفي نماييد. اينكار بيش از چند دقيقه وقت شما را نمي گيرد، اما مطمئن باشيد كه ساعتها در وقتتان صرفه جويي مي كنيد !! زيرا بار ديگر كه براي مطلبي به اين سايت مراجعه كنيد ، منبع عظيمي از اطلاعات مي بينيد كه ديگر عزيزان به جهت اين نيك انديشي ، به شما هديه داده اند.

ارتقاء علمي؛ در گرو كمك ما به يكديگر است

  • هادی می‌گه:

    سلام کسی میدونه molar mass برای CNT با خواص زیر چنده؟ چگالی=1300(kg/m3) (cp=450(j/kg k (k=400(w/m k

    [پاسخ]

  • مرضیه می‌گه:

    سلام یه سوال دارم که جوابشو هر چی میگردم پیدا نمی کنم ولی خیلی برام مهمه ممنون میشم جواب بدین همانطور که میدونیم که گرافن و کربن نانو تیوب رساناست می خواستم بدونم تحت میدان با اندازه میلی اسلا و فرکانسی حدود 40-50 هرتز چه رفاری از خود نشون میده؟ فرومغناطیس دیا و یا پارامغناطیس؟ اصلا ساختارش چگونه تغییر می کنه؟

    [پاسخ]

  • saleh parhizkar می‌گه:

    سلام…….من پایان نامم سنتز نانوتیوپ کربنی هستش …..هیچ اطلاعاتی راجع به نانوتیوپ ها و سنتزشون ندارم… ممنون میشم اگه کسی اطلاعاتی داره برام بفرسته به این آدرس : [email protected]

    [پاسخ]

  • irerc می‌گه:

    كارگاه فناوري نانو – عمومي

    با اعطاي مدرك رسمي از دانشگاه اميركبير

    شماره تماس 44690888 09375051472

    [پاسخ]

  • حسن می‌گه:

    سلام چون میخواستم بدونم کاربرد نانوتیوب کربن در ماهواره هارابدونم ممنون میشم

    [پاسخ]

  • مریم عباسسیان می‌گه:

    باسلام، من اخیرا مطلب نسبتا جدیدی در زمبنه نانوتیوبی که خاصیت جذب تقریبا تمام انواع و اقسام نور در محدوده های مختلف را دارد مطالعه کردم. من قصد ترجمه آن برای مجله ای را دارم و در صورت تمایلتان میتوانم نسخه ای از آن را برایتان ارسال کنم. گمان نمیکنم دست اندرکاران مجله محالفتی داشته باشند اما با آنها نیز هماهنگ خواهم کرد. اگر برایتان جالب است لطفا اطلاع دهید. با تشکر

    [پاسخ]

    مدير سايت پاسخ:

    اين نظر لطفتان است. مايه امتنان خواهد بود كه از مطالب ارزشمندتان بهره مند گرديم. با سپاس

    [پاسخ]

    حسن محمدزاده پاسخ:

    خانم عباسیان ممنون میشم[email protected]

    [پاسخ]

    رضیه پاسخ:

    سلام امکان داره مقالتون را برام بفرستید چون من میخوام توی سنسور های نوری ازنانو کربن استفاده کنم

    [پاسخ]

  • بیگدلی می‌گه:

    با سلام من هم موضوع پایان نامم در مورد جذب ترکیبات سولفوری از جمله تیوفن از هیدروکربن های مایع توسط کربن فعال ها ، نانو فیبرهای کربنی و نانو تیوبهای چند دیواره است، واقعا به کمکتون احتیاج دارم ممنون می شم بهم سایت خاص یا مقاله یا یه تز در این رابطه معرفی کنید با تشکر

    [پاسخ]

    نادر پاسخ:

    سلام خوبید من نزدیک دفاعم کارم این دوس داشتید پرسید

    [پاسخ]

  • ايمان می‌گه:

    باعرض سلام درمورد كاتاليستهاي واكنش عامل دار كردن نانوتيوپهاي كربني باآمين اطلاعات دقيقي لازم دارم اگه ممكنه. ارشدمهندسي شيمي(نفت اهواز)

    [پاسخ]

  • اسماعيل می‌گه:

    با عرض سلام وخسته نباشيد خدمت همكار گرامي موضوع مقاله من در مورد جذب اسيد هاي چرب روي كربن نانو تيوب مب باشد مي خواستم سايت يا مقاله اي در اين مورد كه بتوانم اطلاعات بيشتري كسب كنم به من راهنمايي كنيد و سوال ديگري كه داشتم مي خواستم ببينم خود كربن نانو تيوب در كجا مصرف دارند منظورم در چه صنايعي و آيا در نايع پتروشيمي هم مصرف دارند يا خير؟ مو

    [پاسخ]

  • حمزه می‌گه:

    با سلام در زمینه انتخاب نانو کربن جهت جذب گوگرد و روش های عامل دار کردن نانو کربن ها توسط کبالت و ملیبدیم و TiO2 اطلاعات می خواستم با تشکر دانشجوی ارشد م.شیمی پلی تکنیک

    [پاسخ]

  • شهریار زینالی می‌گه:

    بورن نیتریت نانو تیوب بورن نیتریت(BN) یک ترکیب شیمایی دوتایی است که از تعداد مساوی اتم بورن و نیتروژن با فرمول تجربی مخصوص BNساخته می شود. بورن نیتریت با کربن هم الکترون است(تعداد الکترونهای مساوی دارد)و همانند کربن ،بورن نیتریت در فرمهای چند شکلی وجود دارد که یکی از آنها شبیه الماس و دیگری شبیه گرافیت است. BN – 1 هگزاگونال: چند شکلی شبیه گرافیت به نام بورن نیتریت هگزاگونال (شش وجهی )شناخته می شود. اشکال BNهگزاگونال مشابه گرافیت از لایه های تخت هگزاگونال ترکیب شده است لایه ی مابین دولایه از لایه های دیگر متفاوت است اما مطابق با الگوی گرافیت به نظر می رسد. زیرا این اتمها با لایه ای از اتمهای بورن در بالا و لایه ای از اتمهای نیتروژن در پایین استتار شده اند.این چینش به قطبش نواری BN منجر می شود.کاهش نیروی کوالانسی در BN نتیجه ی کاهش الکترونهای رسانشی نسبت به گرافیت بودن و نیمه رسانا است که رسانش الکتریکی مابین شبکه ی پیوند پی (ח ) در صفحه هایی که صفحه های هگزاگونال هستند. کاهش الکترونهای غیر مستقردر BN-هگزاگونال بوسیله ی ناحیه های بی رنگ نشان داده شده است که گاف وسیعی را نشان می دهد.BN- هگزاگونال هم در دمای پایین و هم دمای بالا (بیشتر از 900 درجه د رهوا اکسید می شود)و یک ماده ی نرم است(همانند گرافیت به راحتی می تواند لایه لایه شود.( نرم بودن آن در جاهایی که رسانایی الکتریکی یا واکش پذیر ی شیمایی گرافیت مسئله دار است کاربرد مخصوص دارد.

    از آنجائیکه مکانیزیم نرم بودن )لغزنده بودن(مابین لایه های خود آب نمی دهد حتی در خلاء برای کاربردهای فضایی مناسب است. هگزاگونال بورن نیتریت تا دمای بالای 1000 در هوا ، 1400درخلاء و تا 2800 در یک جو خنثی حالت پایدار دارد رسانایی حرارتی خوبی در بین عایق های الکتریکی دارد خاصیت شیمایی آن به روشنی خنثی است و بوسیله ی بسیاری از مواد مذاب مانند (آلومینیم ،مس،روی ،آهن ،فولاد،ژرمانیم،ساسیم،بورن،فلورید سدیم شیشه و نمک های قلیایی )آبدار نمی شود BN – هگزاگونال فولرین در بسیاری از وسایل آرایشی ،رنگها، ملات دندانسازی و نوک مدادها استفاده می شود.

    2- بورن نیتریت مکعبی: بورن نیتریت مکعبی با اینکه کمتر از الماس سخت است اما درمقایسه با مواد دیگر بسیار سخت است همچنین شبیه الماس یک عایق الکتریکی و رسانای عالی برای گرماست.این چند شکلی شبیه الماس به صورت بورن نیتریت مکعبی ،ß-BN,c-BN یا )Z-BN بعد از آمیزش با روی ساختار کریستالی )برای سبماده کردن ابزارهای صنعتی در بسیاری از موارد استفاده می شود. -3چند شکلی های دیگر BN شامل: 2-3 W-BN 1-3بورن نیتریت لوزوی 3-3بورن نیتریت فیبری BN-4 نانو ساختارشامل : 4–1 نانو تیوب بورن نیتریت 4-2- نانو الیاف بورن نیتریت 4-3- بورن نتیرت بی شکل 4-4- BN فولرین که در این مقوله بیشتر به توضیح نانو تیوب های بورن نیتریت می پردازیم. روشهای ساخت : 1- قوس الکتریکی 2-آسیاب کردن پودر BN3-حرارت دادن گرمایی مخلوط بورن و هگزاگونال بورن نیترایت(h-BN)4-تبخیر شیمایی CVD))با استفاده از مخلوط Bوبخار Mgo. 1- نحوه ی ساخت نحوه ی تولید: بورن نیتریتBN) )نانو تیوب از عنصر پودر شده ی بورن با استفاده از یک فرآیند تازه ی دما پائین تولید می شودشامل گوی های آسیاب شده ی بورن در گاز آمونیاک در دمای اتاق و با گرم کردن تا دمای 1300در گاز نیتروژن است گوی های آسیاب شده در عکس العمل مابین پودر بورن و گاز آمونیاک با شکل گیری نامنظم فاز BN تولید می شوند.و BN نانو تیوب ها در جریان یک فرآیند گرمایی رشد می کنند این فرآیند جدید برای فرم دادن نانو تیوبها ی BN از روشهای قوس الکترییک و روش فرسایش لیزری تفاوت خاصی دارد. نانو تیوب های منصوب به ساختار Fullerence (دانه دانه ) اولین بار در سال 1991 پیدا شده که کشف های اساسی جالبی را تا حال موجب شده است.بعدا شکلهای دیگری از ساختار نانو تیوب چند ریختی برای مثال پیدا شده اند.نانو تیوبهای BN قطعات امید بخشی برا ی استفاده در وسایل الکترونیکی بخاطر نیمه رسانایی مخصوصشان هستند. تولید آزمایشگاهی: پودر کریستالی بورن با در صد خلوص بالا(بالای ( %98.8 بعنوان ماده ی اولیه و آمونیاک بی آب بعنوان گا زواکنش دهنده استفاده می شود فرآیند گوی های آسیابی شکل در دمای اتاق در یک صفحه ی عمودی شامل گوی های منظم فولادی سخت به اندا زه ی 25.4 mm بصورت شبکه ی منظم که هر سلول با 4 گرم از پودر بورن به همراه چند گوی پر می شود و هر سلول قبلا با گاز امونیــــــاک چنــــــدین بار تمیز شده است و فشار اولیه 300 قبل از آغاز آسیاب کردن تنظیم می شود البته فشار قابل تحمل سلولهای آسیاب کننده قبلا با یک فشار اضافی آزمایش و مورد تأیید قرار گرفته است.علاوه بر آسیاب کردن پودرهای انتخاب شده آنها تحت جریان گاز N2 در بالای دمای 1300 گرم می شوند و برا ی آسیاب یا گرم کردن از تکنیک های مختلفی استفاده می کنند نمونه های گرم وآسیاب شده را کدکذاری کرده و با تکنیک های گوناگون ساختارشان بررسی می شود از جمله با استفاده از پراش اشعه x با طول موج (0.1789nm) در دمای اتاق. شکل زیر تغییرات فشار در جریان آسیاب کردن را نشان می دهد فشار اولیه از 300 به 190 کیلو پاسکال) در طول 36 ساعت اولیه( آسیاب کاهش می یابد سپس برا ی آسیاب کردن بیشتر دوباره افزایش می یابد تا به فشارثابت kpa 315 برسد . فشار نهایی از فشار اولیه بخار گاز آمونیاک بیشتر است تغییرات فشار در جریان آسیاب کردن بعضی فلزات مانند (Ti,Zr) در گاز آمونیاک نیز مشاهده می شود به نظر می رسد علت کاهش فشار در وهله اول آسیاب کردن بعلت جذب گاز آمونیاک به تکه های بورن ایجاد شده توسط گوی هاست. افزایش فشار در طی پودر شدن بیشتر از نیتراسیون بورن بوسیله ی NH 3 که با آزاد شدن گاز هیدروؤن همراه است مربوط می شود.

    -2 خواص فیزیکی نانو تیوب های بورن نیتریت خواص نانو تیوبهای بورن نیتریت را بررسی و با خواص نانو تیوبهای کربنی مقایسه می کنیم نانو تیوبهای بورن نیتریت به اندازه ی نانو تیوبهای کربنی برای کاربرد باارزش هستند نانو تیوبهای بورن نیتریت دارای گستره ی وسیعی از نیمه رسانا ها هستند و خواص الکتریکی آنها نزدیک به عایق هاست که می توان با استفاده از میکروسکوپ STM آنها را شبیه سازی و توصیف کرد. نانو تیوبهای کربنی خواص قابل توجه الکتریکی ،مکانیکی و گرمایی دارند نانو تیوبهای کربنی تک دیواره (CNTS) به عنوان مثال با قطر 1nm ومی توانند با توجه به چرخش (Helicity) خواص فلزی یا نیمه رسانایی داشته باشند . تاکنون خالص سازی یا سنتز کنترل شده ای از CNTS با انتخاب Helicityبدست نیامده است این مقوله در ساخت قطعات الکترونیکی ساخته شده از CNTS ما را با مشکل مواجه می کند بنابراین تحقیقات به مقاس های نانو مواد مانند نانو سیم های نیمه رسانا به منظور رفع نیاز به اجزاء مدارها ی کوچک چشم دوخته است. و تمام تلاش ها رو ی نانو تیوبهای بورن نیتریت (BNNTS) با داشتن گستره ی وسیعی از گاف نیمه رساناها متمرکز شده است. ساختار گرافیت و بورن نیتریت h0BN هگزاگونال (موادی برای نانو تیوبهای بورن نیتریت )کاملا شبیه هم است شکل 1

    ساختارشان نشان می دهد آنها ترکیب لایه لایه بصورت لایه هایی از شبکه هگزاگونال دارند.گرافیت دارای اتم های کربن در تمام نقاط شبکه است در صورتیکهh-BNدارای ترکیب تناوبی اتمهای بورن و نیتروژن است . ثابت شبکه مسطح برای گرافیت و برایh0BN است یک تفاوت جزئی ما بین این دو ماده در قرار گرفتن پشت سر هم لایه هاست در h0BN لایه ها منظم هستند بنابراین اتمهای بورن در یک لایه جایگزیده هستند مستقیما بالای اتمهای نیتروژن لایه های همسایه و برعکس. در شکل 1b موقعیت هگزاگونال در روی هم دیگر نشان داده شده اند.در گرافیت لایه های پشت سر هم کمی متفاوت است.هگزاگونالها مسطح هستند و روی هم قرار گرفته اند فاصله ی بین دو لایه برای گرافیت تقریبا و برا ی h0BN تقریبا است. خواص الکترونیکی گرافیت و h-BN اساسا از هم دیگرمتفاوت است . شکل 2 محاسبات تئوری برای ساختار نواری انرژی تک لایه ی گرافیت و h-BN را نشان می دهد .

    برای یک لایه ی منفرد از گرافیت )که گرافن نامیده می شود( دو نوار یکدیگر را در انرژی فرمی قطع می کنند. بنابراین گرافن شبه فلز است. برخلاف گرافن برای یک لایه ی منفرد از h-BN ،باندهای متعادل یکدیگر را قطع نمی کنندو ev 4.5 از هم اختلاف دارند. از طریق آزمایش وجود ev 5.8 گاف انرژی برای h-BN محاسبه شده است.. نانو تیوبها ی بورن نیتریت می تواند به صورت لوله ای از صفحه ی هگزاگونال بورن نیتریت در نظر گرفته شود. اولین بار در سال 1995 در آزمایشگاه بدست آمد شکل 3 تصویری که با یک میکروسکوپ الکترونی (TEM)از (BNNTS) تک دیواره تا 6 دیواره گرفته شده است نشان می دهد.

    برخلاف نانو تیوبها ی کربنی این مواد با توجه به ساختار شیمیایی که دارند می توانند خواص الکترونیکی فلزی و یا نیمه رسانایی داشته باشند.گاف انرژی 4evبرای مواد ی با ضخامت nm 1 قابل مشاهده است. محاسبات ساختار نواری (BNNTS) در شکل 4 نشان داده شده است این تیوب بخصوص )محاسبه شده(گاف غیر مستقیم داشت.ساختار نواری آن کاملا به یک h-BN مشابه است با یک تفاوت برجسته در پائین ترین نوار رسانش نزدیک نقطه .Γکه پاشندگی انرژی آن نزدیک به الکترون آزاد است. این حالت “نزدیکترین الکترون آزاد ” NFE نامیده می شود. اگر چه یک پیش بینی ساده حالت الکترونی را در پائین ترین نوار رسانش سایت اتمی بورن اغلب ساکن می گیرد NFE تقریبا در داخل نانو تیوب قرار دارد. جدول 1 ویژگی های BNNTS,CNTS را نمایش می دهد. ما معمولا درباره ی ویژگی متفاوت الکتریکی مواد فوق الذکر صحبت می کنیم. ویژگی مکانیکی با استفاده از مدل یانگ محاسبه شده برای این مواد مشابه است و ایده ای برای کاربـــرد مکــانیکی این دو می باشد.رسانش حرارتی محاسبه شده برای CNTS از ارزش بسیار بالایی برخوردار است . همچنین ارزش بالای BNNTS با ماده اصلی h-BN با رسانایی حرارتی استثنایی مورد انتظار است .

    BNNTS د رمقابل اکسید شدن تا دمای 800 درجه د رهوا مقاومت می کند د رحالیکه CNTS تا دمای 400 مقاومت دارد. خواص الکترونیکی BNNTS با توجه به قطر و کایرالیته اجازه ی استفاده برای مقاصد نانو الکترونیک و اپتو الکترونیک را می دهد. BNNTS مقاومت شیمیایی بالایی دارد که قادر است در هوا در دماهای بالاتر بدون استهلاک بماند و در تمام موارد ویژگی هایی به مرغوبیت نانو تیوبهای کربنی دارد. برخی خواص فیزیکی این نانو تیوبها در جدول زیر آمده است. BN Molecular formulaفرمول مولکولی 24.818 g mol -1 Molar mass جرم مولی white solidجامد سفید رنگ Appearance شکل ظاهری 2.18 g cm -3 Density چگالی 2700 °C (sublimes) Melting point نقطه ذوب Insoluble غیر قابل حل Solubility in waterحلالیت در آب Crystal structure hexagonal or tetrahedral-cubic Structureساختار

    مقایسه ی خواص BN ،گرافیت و الماس در دمای اتاق- تعدای تفاوتهای خواص h-BN و گرافیت

    Comparison of room-temperature properties of BN,[4][8] graphite[9] and diamond[8] Some properties of h-BN and graphite differ within the basal planes (║) and normal to them (┴) Material h-BN c-BN w-BN graphite diamond Density (g/cm3) ~2.1 3.45 3.49 ~2.1 3.515 Mohs hardness 1-2 ~10 ~10 1-2 10 Knoop hardness (GPa) 45 34 100 ضریب شکنندگیBulk modulus (GPa) 36.5 400 400 34 440 رسانندگى گرمايىThermal conductivity (W/cm K) 6║; 0.3 ┴ 7.4 2-20║; 0.02-0.8┴ 6-20 انبساط حرارتىThermal expansion (10-6/°C) -2.7║; 38┴ 1.2 2.7 -1.5║; 25┴ 0.8 باند گاف Bandgap (eV) 5.2 6.4 4.5-5.5 0 5.5 ضريب شکستRefractive index 1.8 2.1 2.05 2.4 پذيرش مغناطيسىMagnetic susceptibility (µemu/g)[10] -0.48║; -17.3┴ -0.2..-2.7║; -20..-28┴ -1.6

    [پاسخ]

  • جلال ترابی می‌گه:

    سلام من موضوع پایان نامم در مورد ارتعاشات در نانو تیوب هاست.اگه لطف کنیدسایت های مرتبط که بکارم میادمعرفی کنید ممنون میشم.با تشکر

    [پاسخ]

  • احمد موسوی می‌گه:

    لطفا مطالب تکمیلی راجع به کربن نانوتیوب و خواص الکتریکی آن ارسال کنید . بسیار متشکر.

    [پاسخ]

  • سپیده کاوسی می‌گه:

    با عرض سلام و خسته نباشید. من پروزه ا در مورد انتشار موج در نانو لوله ها دارم . و از شما درخواست دارم مقالات و سایتهای خوب که بتوانم از آنها استفاده کنم به من معرفی کنید با تشکر

    [پاسخ]

  • سیده فاطمه جلالی می‌گه:

    با عرض سلام و خسته نباشید. من دارم روی ساختار نانو کربنهای لوله ای تحقیق میکنم و از شما درخواست دارم مقالات و سایتهای خوب که بتوانم از آنها استفاده کنم به من معرفی کنید.

    [پاسخ]

  • ارسال درخواست /مطلب تكميلي

    دوست عزيز: اگر درخواست مقاله، پروژه، كتاب، جزوه و... داريد به بخش نيازمنديهاي علمي (كليك كنيد) مراجعه نماييد؛ چون در اينجا ثبت نخواهد شد.اما اگر مطلبي داريد كه به هرچه تكميلتر شدن مطلب بالا كمك مي كند يا سوالي در همين رابطه داريد، فرم زير را پر كنيد.





    راهنمای تدوین طرح کسب و کار (BP)

    برای دوره های 72 ساعته کارآفرینی موسسه کار و تامین اجتماعی و سازمان همیاری اشتغال فارغ التحصیلان

    یکی از الزامات مورد نیاز برای راه اندازی بنگاه های زود بازده و اخذ تسهیلات مورد نظر داشتن گواهی مربوط به آموزش دوره کارآفرینی که از سوی موسسه کار و تامین اجتماعی برگزار می شود، می باشد.

    ادامه

    دوست عزيز: مطلب شما پس از تاييد مدير سايت قابل ديدن براي عموم است.