Главная / Углеродные нанотрубки, выращенные в процессе сгорания
01.06.2015 |
|
 Теоретическое моделирование синтеза однослойных углеродных нанотрубок, проведенное международной исследовательской группой, может привести к более эффективным способам контроля производства углеродных нанотрубок.
Синтез углеродных нанотрубок с целью их промышленного производства привлекает высокий научный интерес. Их уникальные химические свойства предлагает широкое разнообразие новаторских применений в акустических, биомедицинских, электронных, экологических, оптических и структурных технологиях.
Под руководством профессора Стефана Ирле Института преобразования биомолекул в университете Нагои, команда исследователей в Японии, США и Китае провели компьютерное моделирование, которые показывают подобные молекулярные механизмы, участвующие в росте углеродных нанотрубок и сжигания углеводородов для формирования сажи. Это открытие бросает вызов ранее распространенному мнению о том, что для создания нанотрубок требуется использование карбидов металлов, через процесс химического осаждения из паровой фазы.
Собственные моделирование ученой группы предполагают, что альтернативные химические процессы, такие как водород, могут быть использованы для выращивания углеродных нанотрубок. «Эта находка является очень интригующим в том смысле, что эти процессы ранее считались действующими по совершенно различным механизмам», говорит профессор Ирле.
В 2014 году, команда сообщила о первых процессах моделирования роста синтеза однослойных углеродных нанотрубок, используя ацетилен в качестве исходного сырья. Их имитационная модель используется ацетилен из-за относительно низких температур, необходимых, чтобы катализировать химическое осаждение из паровой фазы. По словам исследователей, их моделирование предполагает, что потенциальная роль ацетилена нуждается в дальнейшем изучении, равно как и принятая в настоящее время модель производства углеродных нанотрубок.
С момента публикации своих результатов, исследователи начали моделирование синтеза графена, толстого слоя чистого углерода толщиной в один атом, с помощью никеля и меди с катализатором метана. Они надеются обнародовать новую модель моделирования в 2015. Модель основана на прямой версии кинетического моделирования Монте-Карло.
Краткая информация
Углеродные нанотрубки представляют собой наноцилиндры, состоящие из листов углерода толщиной в один атом, или графен. В настоящее время они используются в качестве добавок для укрепления различных конструкционных материалов, и также могут быть использованы для хранения энергии в наноэлектронике и биомедицинских устройств нового поколения. Углеродные нанотрубки часто синтезируются с помощью химического осаждения из паровой фазы, в котором углеводородный пар наносится на металлические катализаторы в потоке неактивного газа при высоких температурах. Тем не менее, контроль качества является трудной задачей, так как этот метод обычно приводит к производству углеродных нанотрубок с переменными диаметрами и различными структурами боковых стенок.
|
|
