Name: Tek duvarlı Karbon Nanotüpler Eşzamanlı Sentezi ve Manyetik geliştirilmiş Arc Plazma Grafen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-02-02T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 48 s
Description: Keşfedin tek duvarlı karbon nanotüpler ve grafenin manyetik alanla geliştirilmiş anodik ark deşarj yöntemiyle eşzamanlı sentezini. Bu yeşil yöntem, yüksek saflıkta karbon nanoyapılar üretmek için sayısal simülasyonlar kullanır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma, Plazma Bilim ve Teknoloji NSF / DOE Ortaklığı tarafından desteklenen (NSF Hibe No CBET-0.853.777 ve DOE Grant No DE-SC0001169), STTR Faz I projesi (NSF STTR FAZ I No.1010133). Yazarlar, yay deneyleri destekleyen Fusion Enerji Bilimler Office tarafından desteklenen PPPL Offsite Araştırma Programı teşekkür etmek istiyorum.

1. Anot hazırlık <ol><li> Ölçek nikel tozu (% 99.8, 300 mesh) ve katalizör tozu olarak 4.2:1 molar radyo göre itriyum tozu (% 99.9, 40 mesh). </li><li> Çok iyi katalizör tozu (% 99,9995, 200 mesh), grafit tozu ile karıştırın. Karışık toz sıkıca içi boş grafit çubuk (5 mm dış çaplı, 2.5 mm iç çapı ve 75 mm uzunluğunda) içine doldurun. Ni: C toplam molar radyo emin olun Y anot çubuk 94.8:4.2:1. SWCNT 9 sentezlemek için optimum oranıdır. </li><li> Katot çubuk (saf grafit, 13 mm çap) ve silindirik odasının içine doldurulmuş anot çubuk (paslanmaz çelik, 152 mm çapında ve 254 mm uzunluğunda) yükleyin. Yaklaşık 3 mm katot ve anot arasındaki boşluk mesafeyi ayarlayın. </li></ol> 2. Yüzey kurulum <ol><li> Interelectrode ekseninden yaklaşık 25 mm mesafede odanın içinde prizmasinin bir daimi mıknatıs (25 mm × 25 mm × 100 mm) yerleştirin. Ultra-High-Temp Alnico mıknatısdeneyde, 650 gram ağırlığa sahiptir. Interelectrode boşluğu alt daimi mıknatıs hakkında h = 75 mm (Şekil 1a) arasındaki mesafe yer almaktadır yapılandırma kullanın. </li><li> 25 mm ile 0,3 mm kalınlığı molibden levha (% 99,95) × 100 mm dikdörtgen şeklinde kesin. Aseton ve etanol ile 30 dakika süreyle% 50 sonicating genlik, 150 w çıkış gücü ve 40 kHz frekans ultrasonik dismembrator yüzey kontaminasyonu çıkarın. </li><li> Molibden levha takılarak sabit mıknatıslı bir tarafında yükleyin ve bu yan elektrotlar doğru döndürün. </li><li> Manyetik alan, bir Gaussmetre interelectrode boşluğu ölçün. Elektrotlar arasındaki ortalama manyetik alan yaklaşık 0.06 T. tutun </li></ol> 3. Ark plazma Ateşleme <ol><li> Pompa basıncı az 10 -1 Torr vakum ve daha sonra helyum (% 99.995) ile doldurdum 500 Torr silindirik odasının aşağı. </li><li> Ark elektrotlar DC weldi bağlayınng güç kaynağı ve güç kaynağı kurmak yaklaşık 75 A. akımın </li><li> Ark akımı, ark gerilimi ve deneme sonrası analizi için oda basıncı gerçek zamanlı değerleri kaydedin. </li><li> Aynı anda iki dijital kamera ile sağ ve ön görüş alanınız arkın video başlayın. 1 saniye sonra yayın başlangıç ​​anlık Şekil 1b gösterilmiştir (ön viewport) (sağ viewport) ve Şekil 1d. </li><li> 15 saniye boyunca yay çalıştırın. En az 20 dakika süreyle, doğal konveksiyon ile oda serinleyin. </li></ol> 4. Post-sentez analizi ve karakterizasyonu <ol><li> Ark plazmasının jet yönettiği molibden levha yüzeyi birikimi pul yırtma cımbız kullanın. Başka bir örnek katot siyah yakalı toplanır. SEM altında depolanması pul her iki tarafın morfolojisi (KV kullanılan 30 hızlandırma voltaj) dikkat edin. </li><li> Için numune hazırlama ile ilgili olarak 60 dakika boyunca% 50 genlik sonicating ultrasonik dismembrator kullanarak sonicating sonra metanol-dağınık SWCNT çözüm süspansiyon döküm damla TEM analizi, numune ince filmler elde edilmiştir. JEOL TEM metanol çözüm buharlaşma sonra 100 KV gerilim altında ince film morfolojisi dikkate alınmalıdır. Örnek faiz pozisyonu için, elektron kırınımı deseni TEM ile ilişkili 50 cm CCD kamera uzunluğu ile elde edilebilir. </li><li> Karşılık gelen dalga boyu 514 nm, Raman spektroskopisi holografik optik ile 200 mW LEXEL 3000 Ar iyon lazer (ayarlanabilir tek hat çıkışı), 0,5 m spektrometre ve sıvı azot CCD dedektör soğutmalı dayalı bir mikro-Raman Sistemi yapıldı 2.33 eV enerji. Raman ölçümleri aralığı 100 cm -1 ile 3100 cm -1 kaplıydı ve grafen gevreği yüzey üzerinde gerçekleştirildi. </li></ol> 5. Temsilcisi Sonuçlar "&gt; Odasının sağ ve ön görüş alanınız aynı anda elde edilen video görüntüleri Şekil 1b gösterilmiştir, d h = 75 mm. Bu görüntüler eksenel simetrik ark sütunu ile karşılaştırıldığında önemli bir dış manyetik alanın varlığında ark plazma sütun pertürbasyon göstermek bir manyetik alan 10 olmadan durumda gözlenen. Şekil 2a ve 2b, sırasıyla manyetik alan olmadan katot yaka ve B = 0.06 Tesla manyetik alan ile TEM altında toplanan SWCNT ve katalizör parçacıkların tipik morfoloji gösterir . Bu manyetik alan ile SWCNT bireysel SWCNT arasındaki van der Waals etkileşimi nedeniyle 2 ila 20 nm arasında değişen çaplarda demetleri içine yakın dolu olduğu görülebilir. Karşılaştırıldığında, manyetik alan olmadan SWCNT demetler halinde büyük çaplı ve Raman spektrum analizi ile tutarlı büyük bireysel çapı, var. Ayrıca, manyetik alan caŞekil 2a ve 2b gösterilen yüksek saflıkta SWCNT n sonucu. Manyetik alan en ilginç etkisi grafen gevreği aynı işlemi molibden sayfaya yakın birikimi gevreği yüzey elde edilebilir. Şekil 2c ve 2d SEM ve TEM grafen gevreği görüntülerin yanı sıra birkaç- . yerde alınan numunenin elde edilen tabaka grafen ark plazmasının jetleri karşılık gelmektedir. Şekil 2d içerlek grafen ile ilişkili elektron kırınım gösterir. Elektron kırınımı altıgen nokta desen sipariş kristal yapıları kanıt sunmaktadır. Raman spektrumu grafen gevreği ve SWCNT karakterizasyonu için güçlü bir araçtır. Grafen gözlenen tipik zirveleri, 514 nm dalgaboyu kullanarak, G ve 2D zirveleri ~ 1600 cm -1 ve -1 sırasıyla ~ 2700 cm . Gpik tüm sp2 karbon malzemeler görülebilir düzlemde titreşimler kaynaklanmaktadır. 2B tepe D tepe ikinci dereceden ancak dördüncü dereceden fonon momentumu döviz çift rezonans süreci nedeniyle düzensiz sistemleri bile görülür. Bu grafen karakterizasyonu önemli bir rol oynar. Yoğunluğu (2D) / I (G), yaklaşık 4 monolayer grafen ve sonraki tabakaların yanı sıra azalır, böylece grafen tabakalarının kalınlığı tahmin etmek mümkün. 11 Şekil 3 gösterir I değeri (2D ) / (G) birkaç katman grafen kanıt olabilir, 1 civarındadır. 120 ve 350 cm -1 Raman spektrumu arasında radyal solunum modu (RBM) C atomlarının radyal yönde tutarlı bir titreşim frekansı üzerinden nanotüp çapını tanımlamak için kullanılabilir . Frekans ve SWCNT çapı arasındaki deneysel ilişki ω RBM = A / d t + B, parametreler odemetleri oluşan tipik SWCNT için sırasıyla f ve 234 ve 10 cm -1 eşit B,. Şekil 3, ve manyetik alan olmadan SWCNT RBM frekansları, 1,52 ve 1,14 nm ortalama bireysel SWCNT çapları karşılık gelen 163,8 ve 215,2 cm -1, sırasıyla . <img alt="Şekil 1." src="/files/ftp_upload/3455/3455fig1.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 1."> Şekil 1 FEMM 4.2 yazılımı ile simüle manyetik alan dağılımı (a), sağ viewport (b), interelectrode boşluğu konumlandırılmış durumda boşluk elektrot pozisyonu ve yönü manyetik alan şematik diyagramı ark plazmasının jet fotoğraf kalıcı mıknatıs (c) alt üzerinde 75 mm, ön viewport (d) ark plazmasının jet fotoğraf hakkında. <img alt="Şekil 2." src="/files/ftp_upload/3455/3455fig2.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 2."> Şekil 2 sentezlenmiş Temsilcisi TEM görüntüManyetik alan olmadan SWCNT demetleri (a) ve (b) manyetik alan, manyetik alan (c) ve manyetik alan ile grafen TEM görüntü ile sentezlenen grafen gevreği tipik SEM görüntü SWCNT demetleri. Ankastre grafen kristal yapısını gösteren seçilen alanın elektron kırınım. <img alt="Şekil 3." src="/files/ftp_upload/3455/3455fig3.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 3."> Şekil 3: 100-3100 cm -1 aralığında manyetik alan ile numunelerin Raman spektrumu . Ankastre: RBM frekansları çevresinde bir manyetik alan olmadan örnekleri Raman spektrumu. <img alt="Şekil 4." src="/files/ftp_upload/3455/3455fig4.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 4."> Şekil 4, karbon ve nikel elektrotlar sağ ve sol tarafta gösterilen yoğunlukları, aynı bölgede bir arada bulunduğu 60 Not A. ark ve nikel karbon nano büyüme bölge ve sayı yoğunluğu .

<ol><li>Dai, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+transport+properties+and+field+effect+transistors+of+carbon+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Nano%22%5BJournal%5D)">Electrical transport properties and field effect transistors of carbon nanotubes.</a> Nano. 1, 1-13 (2006).</li>
<li>Lai, K. W. C., Xi, N., Fung, C. K. M., Chen, H. Z., Tarn, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+the+band+gap+of+carbon+nanotube+for+infrared+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Engineering the band gap of carbon nanotube for infrared sensors.</a> Applied Physics Letters. 95, 221107-221107 (2009).</li>
<li>Gabor, N. M., Zhong, Z. H., Bosnick, K., Park, J., McEuen, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extremely+Efficient+Multiple+Electron-Hole+Pair+Generation+in+Carbon+Nanotube+Photodiodes%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Extremely Efficient Multiple Electron-Hole Pair Generation in Carbon Nanotube Photodiodes.</a> Science. 325, 1367-1371 (2009).</li>
<li>Liu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogen+storage+in+single-walled+carbon+nanotubes+at+room+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Hydrogen storage in single-walled carbon nanotubes at room temperature.</a> Science. 286, 1127-1129 (1999).</li>
<li>Keidar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic-field-enhanced+synthesis+of+single-wall+carbon+nanotubes+in+arc+discharge%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Magnetic-field-enhanced synthesis of single-wall carbon nanotubes in arc discharge.</a> Journal of Applied Physics. 103, 094318-094318 (2008).</li>
<li>Li, J., Volotskova, O., Shashurin, A., Keidar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+Diameter+Distribution+of+Catalyst+Nanoparticles+in+Arc+Discharge%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanoscience+and+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Controlling Diameter Distribution of Catalyst Nanoparticles in Arc Discharge.</a> Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 11, 10047-10052 (2011).</li>
<li>Volotskova, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tailored+Distribution+of+Single-Wall+Carbon+Nanotubes+from+Arc+Plasma+Synthesis+Using+Magnetic+Fields%5BTitle%5D)+AND+%22Acs.+Nano%22%5BJournal%5D)">Tailored Distribution of Single-Wall Carbon Nanotubes from Arc Plasma Synthesis Using Magnetic Fields.</a> Acs. Nano. 4, 5187-5192 (2010).</li>
<li>Volotskova, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-step+synthesis+and+magnetic+separation+of+graphene+and+carbon+nanotubes+in+arc+discharge+plasmas%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Single-step synthesis and magnetic separation of graphene and carbon nanotubes in arc discharge plasmas.</a> Nanoscale. 2, 2281-2285 (2010).</li>
<li>Farhat, S., Scott, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+the+arc+process+modeling+for+fullerene+and+nanotube+production%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanoscience+and+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Review of the arc process modeling for fullerene and nanotube production.</a> Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 6, 1189-1210 (2006).</li>
<li>Keidar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increasing+the+length+of+single-wall+carbon+nanotubes+in+a+magnetically+enhanced+arc+discharge%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Increasing the length of single-wall carbon nanotubes in a magnetically enhanced arc discharge.</a> Applied Physics Letters. 92, 043129-043129 (2008).</li>
<li>Ferrari, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Raman+spectrum+of+graphene+and+graphene+layers%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Raman spectrum of graphene and graphene layers.</a> Physical Review Letters. 97, 187401-187401 (2006).</li>
</ol>

Biz ifşa etmek başka bir şey var.

Interelectrode boşluğu daimi mıknatıs alttan h = 75 mm uzaklıkta yerleştirilir olduğu durumda, Şekil 1b ve 1d gösterilen görüntü kareleri, mıknatıs pozisyon değişimi (mıknatıs kayma test dikkat edilmelidir Şekil 1c gösterildiği J × B kuvvet yönünde karşılık gelen x-yönünde ark jet akış sapma z-ekseni üzerinde mıknatıs dönüm) sonuçları boyunca. Aynı zamanda yay plazma sütun geometri anot nikel katalizör kaldırarak değişmedi olduğu gözlendi. Bu manyetik alan etkisi nikel ...

Özel reaktifler ve ekipman Tablo: <table border="1"><tbody><tr><th> Reaktifi Adı </th><th> Şirket </th><th> Katalog numarası </th><th> Yorumlar (isteğe bağlı) </th></tr><tr><td> Metanol </td><td> Acros Organics </td><td> 423950010 </td><td></td></tr><tr><td> Nikel tozu </td><td> Alfa Aesar </td><td> 10581 </td><td></td></tr><tr><td> Yttrium toz </td><td> Acros Organics </td><td> 318060050 </td><td></td></tr><tr><td> Grafit toz </td><td> Alfa Aesar </td><td> 40799 </td><td></td></tr><tr><td> Hollow grafit çubuk </td><td> Satürn Sektörler </td><td> POCO EDM 3 </td><td></td></tr><tr><td> Sürekli mıknatıs </td><td> McMaster-Carr </td><td> 57315K51 </td><td></td></tr><tr><td> Molibden levha </td><td> Dingqi Sci. ve Tech. </td><td> 080504-11 </td><td></td&gt; </tr><tr><td> Ultrasonik dismembrator </td><td> Fisher Scientific </td><td> Model 150T </td><td></td></tr><tr><td> Hall-etkisi Gaussmetre </td><td> AI </td><td> Model 100 </td><td></td></tr><tr><td> Kaynak güç kaynağı </td><td> Miller Electric </td><td> Altın Yıldız 600SS </td><td></td></tr><tr><td> Vakum pompası </td><td> J / B </td><td> DV-85N </td><td></td></tr><tr><td> SEM </td><td> Zeiss </td><td> LEO 1430VP </td><td></td></tr><tr><td> TEM </td><td> JEOL </td><td> 1200 EX </td><td></td></tr><tr><td> Raman </td><td> Horiba </td><td> HR800 </td><td></td></tr></tbody></table>

tek duvarlı karbon nanotüpler eşzamanlı sentezi ve manyetik geliştirilmiş arc plazma grafen

Simultaneous Synthesis of Single-walled Carbon Nanotubes and Graphene in a Magnetically-enhanced Arc Plasma

Tek duvarlı karbon nanotüpler (SWCNT) ve grafen Karbon nanoyapıların günümüzde moleküler sensörler, alan etkili transistör ve süper ince ve esnek 1-4 elektronik cihazlar için çok umut verici bir uygulama nedeniyle bilim adamları bir tufan ilgi çekmektedir . Anodik ark deşarjı anot malzemesi erozyon tarafından desteklenen gelişmekte olan yapıları göreceli olarak daha yüksek sıcaklıkta, belirli bir denge dışı süreçler ve yüksek karbon malzemenin bir akını sağlayabilir en pratik ve en etkili yöntemlerden biri, ve dolayısıyla- sentezlenmiş ürünler birkaç yapısal kusurlar ve daha iyi kristallik var. Ark deşarjı karbon nanoyapıların sentezini kontrol edilebilirlik ve esnekliği artırmak, manyetik alanlar ark plazmasının güçlü manyetik yanıtlarına göre sentez işlemi sırasında uygulanan olabilir. Gösterildi manyetik gelişmiş ark discharge gibi grafen sentezi 8 yol, SWCNT 5 ortalama uzunluğu artırmak, metalik katalizör parçacıklarını ve karbon nanotüpler 6 çapı dağılımı dar, metal ve yarı iletken karbon nanotüpler 7 oranı değiştirebilir . Ayrıca, homojen olmayan bir manyetik alan yay mevcut normal bileşeni ile tanıştığında, plazmalar jet J × B yönde boyunca Lorentz kuvveti oluşturmak ve karbon iyon parçacıkların etkin bir şekilde sağlanabilmesi yapmak ve vurgulamak faydalı olacaktır örnekler ısı akısı. Sonuç olarak, aynı anda, büyük ölçekli grafen gevreği ve yüksek saflıkta tek duvarlı karbon nanotüpler bu yeni manyetik gelişmiş anodik ark yöntemi ile üretildi. Arc görüntüleme, taramalı elektron mikroskobu (SEM), transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ve Raman spektroskopisi karbon nanoyapıların karakterizasyonu analiz istihdam edilmiştir. Bu bulgular;fırsatlarının geniş spektrumlu yay koşullarını kontrol yoluyla plazmalardaki üretilen nanoyapıların özellikleri ile işlemek için.

Anodik ark deşarjı çeşitli karbon nanoyapıların sentezlemek için en pratik ve verimli yöntemlerden biridir. Ark kontrol edilebilirlik ve esnekliğini artırmak için, homojen olmayan bir manyetik alan, büyük ölçekli grafen gevreği ve yüksek saflıkta tek duvarlı karbon nanotüpler, tek adımlı bir sentez süreci ile tanıştı.

Tek duvarlı Karbon Nanotüpler Eşzamanlı Sentezi ve Manyetik geliştirilmiş Arc Plazma Grafen

Tek duvarlı karbon nanotüpler (SWCNT) ve grafen gibi karbon nanoyapılar, sahip oldukları oldukça... olması nedeniyle günümüzde akademisyenlerin yoğun ilgisini çekmektedir.

Aşağıdaki deneyin genel amacı, ark yöntemini kullanarak tek duvarlı karbon nanotüpler ve grafen sentezlemektir. Bu işlem, eş zamanlı olarak öncelikle anot ve katot olmak üzere iki ark elektrodunun hazırlanmasıyla gerçekleştirilir. Anot, 94,8 karbon, 4,2 nikel ve 1 itriyum oranında hazırlanmış ve imal edilmiştir; katot ise saf karbon bir çubuktur.Ardından, manyetik alanın ve tür parçacıklarının dağılımını sunan sayısal simülasyonlar, sentez konumu hakkında ayrıntılı bilgi sağlamak için kullanılır. Daha sonra, simülasyon sonuçlarına göre mıknatıs ve altlık görevi gören molibden levha yerleştirilir ve elektrotlar arasında ark deşarjı başlatılır. Bir plazma jeti oluşur ve bu jet, molibden levhanın yüzeyine tek duvarlı karbon nanotüpler ve grafen biriktirir.Sonuç olarak bu prosedür; transmisyon elektron ve taramalı elektron mikroskobu, elektron difraksiyon desenleri ve Raman spektrumlarına dayanarak yüksek saflıkta, tek duvarlı karbon nanotüpler ve grafen elde edildiğini göstermektedir. Bu sürecin görsel olarak sunulması oldukça önemlidir çünkü bu, pek çok adımdan oluşan son derece karmaşık bir işlemdir; özellikle plazma tabanlı bir sentez süreci söz konusu olduğunda, homojen olmayan manyetik alanın kullanılması, kimyasal tabanlı süreçlerle karşılaştırıldığında birçok avantaj sunmaktadır. Özellikle kimyasal egzoz gerektirmediği için doğası gereği çevrecidir; buna ek olarak, büyük ölçekli geliştirme için muazzam bir potansiyele sahiptir.Bu tekniğin, kimyasal buhar çöktürme gibi mevcut yöntemlerimize kıyasla temel avantajı, tek bir adımda hem nanotüpleri hem de birkaç katman kalınlığındaki filmleri tek bir basit ark deşarjı ile sentezleyebilmesidir. Bu deney, nanotüpler veya grafen gibi farklı nanoyapı türlerini sentezlemek için dış manyetik alanlar kullanılarak ark deşarjının nasıl kontrol edileceğine dair metodolojiyi temel olarak ortaya koymaktadır. Bu tekniğin tasarımı, manyetik olarak güçlendirilmiş arklar içindeki büyük kuvvetlere dayanmaktadır.Ayrıca, manyetik alan ve türlerin dağılımının sayısal simülasyonu, nanoparçacıkların büyümesini anlamak için kritik öneme sahiptir. Anotları hazırlamak için, katalizör tozu olarak nikel tozu ve atrium tozunu 4,2'ye bir molar oranında birleştirin; katalizör tozunu, tek duvarlı karbon nanotüpler sentezlemek için optimum oran olan karbon, nikel ve atriumun 94,8'e 4,2'ye bir oranını elde edecek şekilde grafit tozuyla iyice karıştırın; karıştırılmış tozu içi boş bir grafit çubuğun içine sıkıca doldurun. Katot çubuğunu ve doldurulmuş anot çubuğunu silindirik haznenin içerisine yerleştirin.Katot ve anot arasındaki boşluk mesafesini yaklaşık üç milimetreye ayarlayın. Substratı hazırlamak için, lütfen oda içerisine, elektrotlar arası eksenden yaklaşık 25 milimetre uzağa bir OID sabit mıknatıslı yerleştirin. Bu konfigürasyonda, elektrotlar arası boşluk, sabit mıknatısın tabanından yaklaşık 75 milimetre uzaklıkta ayarlanır.Aseton ve etanol kullanarak bir ultrasonik kesici ile 0,3 milimetre kalınlığındaki orta levhayı 25 milimetreye 100 milimetrelik bir dikdörtgen şeklinde kesin. %50 sonik genlik, 150 watt çıkış gücü ve 40 kilohertz frekansla 30 dakika boyunca yüzey kontaminasyonunu giderin. MA lityum levhasını kalıcı mıknatısın bir tarafına sabitleyin ve bu tarafı elektrotlara doğru çevirin.Bir gaussmetre kullanarak, elektrotlar arasındaki boşluktaki manyetik alanı ölçün. Elektrotlar arasındaki ortalama manyetik alanı yaklaşık 0,06 Tesla düzeyinde tutun. Ark plazmasını ateşlemek için.Silindirik hazneyi 0.1 tour vakumun altındaki bir basınca kadar boşaltın ve ardından 500.Tour seviyesine kadar helyum ile doldurun. Ark elektrotlarını bir DC kaynak güç kaynağına bağlayın ve güç kaynağını yaklaşık 75 amps ark akımına ayarlayın. Deney sonrası analiz için ark akımı, ark voltajı ve hazne basıncının gerçek zamanlı değerlerini kaydedin.Ark oluşumunun videosunu sağ ve ön görünümden iki dijital kamera ile eş zamanlı olarak başlatın. Arkı 15 saniye boyunca sürdürün. Hazneyi doğal konveksiyon ile en az 20 dakika boyunca soğutun.Sentez tamamlandığında, ark plazma jetinin yönlendirildiği Meum levhası yüzeyinden çökelme pulunu koparmak için cımbız kullanın. Katodun siyah halkasından başka bir örnek toplayın. Bir taramalı elektron mikroskobu kullanarak, 30 kilovolt hızlandırma voltajında çökelme pulunun her iki tarafının morfolojisini gözlemleyin.Transmisyon elektron mikroskobisi için numuneleri hazırlamak amacıyla, metanolde dağıtılmış tek duvarlı karbon nanotüp çözeltisini 60 dakika boyunca sonike edin. %50 sonik vuruş genliğine sahip bir ultrasonik cihaz kullanarak süspansiyonu damlatma yöntemiyle yayın; metanol çözeltisi uçtuktan sonra, numunenin ilgili bölgesindeki filmin morfolojisini 100 kilovolt gerilimindeki bir transmisyon elektron mikroskobu ile gözlemleyin. Elektron difraksiyon deseni, 50 santimetre odak uzaklığındaki bir CCD kamera ile elde edilebilir. Sentezlenen yapıların TEM görüntülerini inceleyin.Gösterilen örneğin elektron difraksiyon paternini gözlemleyin. Burada, 75 milimetrelik elektrot boşluk yüksekliği için odanın sağ ve ön görüntüleme pencerelerinden eş zamanlı olarak elde edilen video anlık görüntüleri yer almaktadır. Bu görüntüler, harici bir manyetik alan varlığında ark plazma kolonundaki belirgin perturbasyonu göstermektedir.Bu görüntüler, sırasıyla TEM altında; manyetik alan olmadan ve B eşittir 0,06 Tesla manyetik alan ile katot renginde toplanan tek duvarlı karbon nanotüplerin ve katalizör parçacıklarının tipik morfolojisini göstermektedir. Manyetik alan olmadan toplanan nanotüpler, ramen spektrum analiziyle tutarlı olarak daha geniş çaplı demetler ve daha büyük bireysel çaplar oluşturmaktadır.Manyetik alan, manyetik alan uygulanmadığı duruma kıyasla daha saf nanotüp toplanmasıyla sonuçlanmıştır. Burada, manyetik alan kullanılarak elde edilen örneklerin 100 ile 3.100 santimetre aralığındaki Raman spektrumu yer almaktadır. İçerideki grafik, manyetik alan uygulanmayan örneklerin radyal nefes modu frekansları civarındaki spektrumunu göstermektedir.Grafen katmanlarının kalınlığını tahmin etmek için 2D pikinin yoğunluğunun G piki yoğunluğuna oranı kullanılır. Bu spektrum, grafen katman sayısının yaklaşık iki olduğunu temsil eden yaklaşık bir yoğunluk değeri üretir. Bu animasyon, 60 amperlik bir ark akımı için karbon nikel ve atriumun nanoyapı büyüme bölgesini ve sayı yoğunluğunu göstermektedir.Sağda, solda ve dikey düzlemlerde gösterilen karbon, nikel ve atrium yoğunluklarının, geliştirme işleminden sonra aynı bölgede bir arada bulunduğuna dikkat edin. Bu teknik, araştırmacıların hem tek duvarlı tüplerin hem de grafenin manyetik olarak kontrollü sentezi üzerinde çalışmalarına yol açacaktır; bu süreçte tek duvarlı tüplerin uzunluk ve çap gibi özellikleri kontrol edilebilecektir. Grafen söz konusu olduğunda ise katman sayısı kontrol edilebilmektedir.Bu tekniğin kimyasal tabanlı senteze göre temel avantajı, kimyasal egzoz gerektirmemesi ve bu nedenle doğası gereği çevre dostu olmasıdır. Uzmanlaşıldığında, düzgün bir şekilde yürütülürse bu işlem 30 dakikada tamamlanabilir. Plazma jetinin substrata doğru yönlendirilişinin, tüm sentez süreci için çok önemli olduğunu belirtmek gerekir.İlk plazma jeti, bir ürün sentezlemek için gerekli olan karbon türlerini substrata iletirken, ikinci plazma jeti substrata ısı akısı ileterek grafen sentezi için uygun sıcaklık koşullarını oluşturur. Bu prosedürü takiben, flak kalınlığının kontrol edilebilirliği gibi ek soruları yanıtlamak için substratın hareket ettirilmesi gibi diğer yöntemler uygulanabilir.

simultaneous-synthesis-single-walled-carbon-nanotubes-graphene

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Biz dikey hizalanmış karbon nanotüp (CNT), ve organize nano ölçekli yüzey dokusu ile polimer mikro üretimi için ana kalıp olarak kullanımı mikro desenli imalatı için yöntemler sunuyoruz. CNT ormanları önemli ölçüde ambalaj yoğunluğu artar ve 3D şekillerin kendi kendini yöneten oluşumunu sağlayan yüzey, üzerine çözücü yoğunlaşması ile yoğunlaştırılmış edilir.

3D Karbon Nanotube mikroyapılar, Üretimi, Yoğunlaştırma ve Replica Kalıp

Bu makale KVH'tan dikey hizalanmış karbon nanotüp diziler imal etmek ve akabinde tavlama veya kuru oksidasyon işlemi vakum onları teşhir ederek ıslatma özelliklerini ayarlamak için basit bir yöntem açıklanır.

Karbon Nanotube Dizilerin Islatma Özellikleri Tuning Tedaviler Tavlama Kuru Oksidasyon ve Vakum

Termogüç dalga deneylerini yürütmek için bir protokol sunulmuştur. Bir kimyasal yakıt ve mikro/nanoyapılı bir malzemenin hibrit kompozitlerinin sentezi, bir termogüç dalga üretecinin üretimi ve karşılık gelen fiziksel olayların ölçülmesi için yöntemler açıklanmaktadır.

Thermopower Dalgalarının Çalışmasında Kimyasal Yakıt ve Multi-duvarlı Karbon Nanotüpler Hibrit Kompozitlerin Hazırlanması ve Değerlendirilmesi

Düşük sıcaklıkta dikey olarak hizalanmış karbon nanotüplerin büyümesi ve ardından yarı iletken fabrikasyonu kullanılarak dikey ara bağlantı elektrik test yapılarının imalatı için bir yöntem sunulmaktadır.

Yarıiletken Teknolojisi ile uyumlu Düşük Sıcaklık Karbon Nanotüp Dikey Bağlantıları Fabrikasyon

Karbon nanotüplerin yapısı ayarlanabilir polimerik kapsülleme katmanları ile işlevselleştirilmesi ve küçük açılı nötron saçılımı kullanılarak yapısal karakterizasyonu için bir yöntem sunulmuştur.

Küçük açılı Nötron Saçılma tarafından Thermo-geri dönüşümlü Blok Kopolimer ve Karakterizasyonu Tek duvarlı Karbon Nanotüpler işlevselleştirilmesi

Su buharı ortamında düşük basınçlı taramalı elektron mikroskobu, karbon nanotüp ormanlarında nano ölçekten mikro ölçekli özelliklere işlemek için kullanılır.

Alçak Basınç Taramalı Elektron Mikroskobu kullanılarak Karbon Nanotüp Ormanlar Hassas freze

Bir yordam adımlarını izleyen kimyasal değişiklik kullanarak polistiren aşılı multiwalled karbon nanotüpler sentezi için seçmeli olarak tanıtılması polimer zincirleri için yanağında ve onların kendinden montajlı üzerinden Anizotropik seçimdeki olduğunu sundu.

Multiwalled karbon nanotüpler kendinden montajlı etkinleştirmek için polistiren ve Anizotropik seçimdeki aşılama

Burada C60/graphene hibrid nanoyapıların imalatı için bir protokol tarafından fiziksel termal buharlaşma mevcut. Özellikle, ifade ve tavlama koşullarının uygun işleme izin 1D ve yarı 1 d C oluşturulması üzerinde kontrol60 yapıları üzerinde sakinleştirmek grafen.

C60/Graphene hibrid nanoyapıların malzemelerin hazırlık ve

Burada, sınamak ve uzay itiş sistemleri küçültülmüş Hall-türü roketleri göre en iyi duruma getirmek için bir iletişim kuralı mevcut.

En iyi duruma getirme, Test ve kırılan Hall iticileri teşhis

Çözelti ve yüzey destekli sentezin bir kombinasyonu, nanoyapıların atomik olarak hassas sentezinde yeni yönler açar. Temassız atomik kuvvet mikroskobu (nc-AFM) ile desteklenen taramalı tünelleme mikroskobu (STM), yeni tasarlanan ve üretilen karbon bazlı nano nesnelerin ayrıntılı karakterizasyonunu sağlar.

Çözelti ve Yüzey Kimyası Kombinasyonu ile Sentezlenen Gözenekli Nanografenlerin Mikroskobik Görüntülenmesi

Burada, karbon nanotüpler üzerinde desteklenen Co nanopartiküllerini hidrojen üretimleri için Co- ve N- katkı maddeleri ile sentezlemek için bir protokol sunuyoruz.

Karbon Nanotüp Üzerinde Katkılı Co ve N Atomları ile Desteklenen Metal Nanopartiküllerin Sentezi ve Hidrojen Üretiminde Katalitik Uygulamaları

Keşfedin tek duvarlı karbon nanotüpler ve grafenin manyetik alanla geliştirilmiş anodik ark deşarj yöntemiyle eşzamanlı sentezini. Bu yeşil yöntem, yüksek saflıkta karbon nanoyapılar üretmek için sayısal simülasyonlar kullanır.

Tek duvarlı Karbon Nanotüpler Eşzamanlı Sentezi ve Manyetik geliştirilmiş Arc Plazma Grafen

Daha fazla video keşfet