>
Лазерні випаровування графіту в потоці гелію
Термічне випаровування графіту
Дуговий контактний розряд. шляхом спалювання графітових електродів в електричній дузі в атмосфері гелію при низьких тисках. Цей метод Кретчмера і Хаффмана довгий час залишався найбільш поширеним, хоча його продуктивність невелика, але зате він дозволяє отримати чисті фулерени.
Спалювання і піроліз вуглецевмісних сполук. Цей метод розроблений фірмою Mitsubishi, але одержувані фулерени містять кисень.
Вчені продовжують шукати нові способи отримання та синтезу фулерену, але всі вони дають невеликий вихід продукту і дуже дорогі.
. Застосування фулеренів
Фулерени мають багато перспективні області застосування. Стримуючим фактором є їх вартість їх отримання.
Фулерени є унікальним функціональним матеріалом електроніки і оптики, енергетики, біохімії та молекулярної медицини. Особливо виражені переваги фулерену в наступних практичних додатках:
) зміна фулеренами стали призводить до значного підвищення її міцності, зносо- і термостійкості;
) добавка фулеренів в чавун надає йому пластичність;
) в керамічних виробах введення фулеренів знижує коефіцієнт тертя;
) використання фулеренів в полімерних композитах, здатне збільшити його міцнісні характеристики, термостійкість і радіаційну стійкість, значно зменшити коефіцієнт тертя;
) мікродобавками фуллеренововой сажі в бетонні суміші та пломбують склади підвищує марку матеріалу;
) фулерени в якості основи для виробництва акумуляторних батарей (принцип дії заснований на реакції приєднання водню) мають здатність запасати приблизно в п'ять разів більшу кількість водню, характеризуються більш високою ефективністю, малою вагою, а також екологічної та санітарної безпекою в порівнянні з акумуляторами на основі літію;
) фулерен в якості матеріалу для напівпровідникової техніки (традиційні додатки в електроніці: діод, транзистор, фотоелемент і т.п.) - перевагою в порівнянні з традиційним кремнієм в фотоелементах є малий час фотооткліка;
) переваги використання фулеренів в якості каталізаторів лежать в їх здатності приймати і передавати атоми водню; вони також високоефективні в прискоренні реакції перетворення метану у вищі вуглеводні і здатні сповільнювати реакції коксування;
) при використанні фулеренів в якості добавок для отримання штучних алмазів методом високого тиску вихід алмазів збільшується на? 30%;
) фулерени є потужними антиоксидантами, швидко вступають в реакцію з вільними радикалами, які часто є причиною пошкодження і смерті клітин.
12. Вуглецеві нанотрубки
Вуглецеві нанотрубки - порожні циліндричні структури, утворені згортанням графена в циліндр із з'єднанням його сторін без шва.
Вважається, що першовідкривачем вуглецевих нанотрубок є співробітник японської корпорації NEC Суміо Ііджіма, який в 1991 році спостерігав структури багатошарових нанотрубок при вивченні під електронним мікроскопом опадів, які утворювалися в процесі синтезу молекулярних форм чистого вуглецю, що має клітинну структуру. Історія відкриття та вивчення нанотрубок тісно пов'язана з відкриттям і вивченням фулеренів.
. Структура нанотрубок
Вуглецеві нанотрубки класифікують за кількістю шарів: одношарові і багатошарові.
Одношарові трубки - найпростіший вид нанотрубок. Діаметр одношарових нанотрубок, за експериментальними даними, варіюється від ~ 0,7 нм до ~ 3-4 нм. Довжина одношарової нанотрубки може досягати 4 см.
Згортання графена в циліндр без шва можливо тільки кінцевим числом способів, що відрізняються напрямком двовимірного вектора, який з'єднує дві еквівалентні точки на графені, що збігаються, при його згортанні в циліндр. Цей вектор називається вектором хіральності одношарової вуглецевої нанотрубки. Таким чином, одношарові вуглецеві нанотрубки розрізняються діаметром і хиральностью.
Існують три форми нанотрубок: ахіральние типу «крісла» (дві сторони кожного шестикутника орієнтовані перпендикулярно осі нанаотрубкі), ахіральние типу" зигзаг" (дві сторони кожного шестикутника орієнтовані паралельно осі нанотрубки) і хіральні або спіралеподібні (кожна сторона шестикутника розташована до осі нанотрубки під кутом, відмінним від 0 і 90?).
Одношарові нанотрубки зазвичай закінчуються напівсферичної головкою, яка поряд з шестикутниками включ...
