This is the translation. The original web-page (oryginalna strona): https://web.pa.msu.edu/people/tomanek/NT-morph-growth-destruction.html
David Tománek
Badania nad nanorurek węglowych w mojej grupy skupia się na modelowaniu samodzielnego montażu i właściwości elektroniczne tych systemów. Ostatnie osiągnięcia w dziedzinie syntezy identycznymi nanorurek węglowych o średnicy od 1,4 nm, jeszcze setek mikronów długości, pokrywa wysoką obiecujące dla stosowania tych zaawansowanych materiałów elektronicznych następnej generacji nano-urządzenia. Zaawansowane techniki obliczeniowej, w tym dużą skalę parallelizable dynamiki molekularnej obliczeń mechanizm wzrostu i pierwsze-zasad konstrukcji elektronicznych, są stosowane do modelu Samoorganizacja i właściwości elektronicznych tych struktur. Wyniki wyjaśni sposoby kierują i optymalizacji warunków wzrostu, stabilność mechaniczną i termiczną oraz przydatności nanorurek jak doskonałych przewodników nanoskali.
Jako ważny kamień milowy w historii węgla (C), odkrycie fulerenów został uhonorowany w 1996 roku nagrodą Nobla Robert F. Curl, Harold W. Kroto i Richard E. Smalley. Od identyfikacji C60 „fulleren” w 1985 roku, pole fulerenów odnotowano niespotykany wzrost.
Być może najbardziej intrygujące nowy rozwój jest sukcesem syntezę nowego materiału, który składa się z 100% węgla. Ostatnie wyniki badań z grupy badawczej Smalley jest na Uniwersytecie Rice [1] oznacza, że materiał ten składa się z takich samych pustych „nanorurek”, które są tylko 1,4 nano-m (dwukrotna wielkość „fulleren”) średnicy, a nawet do 0,1 mili- metrów. Setki takich nanorurek pakiet silnych nanoropy.
Niektóre z unikalnych właściwości nanorurek jest ich duża wytrzymałość na rozciąganie, która jest blisko 100 razy stali o tym samym wymiarze, przy znacznie niższej masie. Ich wysoką sztywność zginania jest większa niż w kierunku od znanych materiałów. Nanorurki są bardzo dobrymi przewodnikami elektrycznymi. Pojedyncze nanorurki mogą być najcieńsze sztucznych struktur, które są wystarczająco sztywne, aby być samonośny i chemicznie obojętna w atmosferze.
Synteza tego nowego materiału laserowo odparowanie grafitu wzbogaconego ze stopu nikiel-kobalt względnie nieskomplikowany, mierzona współczesnych standardów technicznych. Ekstremalnie wysoka wydajność 80-90% produkcji nanorope z surowca intrygujące, jak to sugeruje katalitycznie wspomaganego samodzielnego montażu w skali atomowej. Nadal potrzebne będą znacznie więcej badań, zanim można się spodziewać masowej produkcji. Znaczny postęp w tym kierunku jest zgłaszane z grupy badawczej Richard E. Smalley pod adresem Rice Centrum Nauki i Technologii w nanoskali.
Spekulacje na temat najważniejszych przyszłych zastosowań nanorurek mają jedynie ograniczoną wartość; na pewno nikt nie podejrzewał, że odkrycie lasera wpływa na nasze codzienne życie w większości skanerów przy kas w supermarketach. Prawdopodobne zastosowania nanorurek węglowych może być związane z ich bardzo dobrych właściwościach mechanicznych, takich jak wytrzymałość i sztywność. Są sugerowałoby nanorurki znaleźć zastosowanie w nowych materiałów kompozytowych i mikro maszyn, niezwykle trudnych i nietoksycznych/Włókna tkaniny do zastosowań medycznych, a nawet lekkich kamizelek kuloodpornych. Kompozyty z lekkiego stopu metalu, zawierające nanorurki węglowe mogą okazać się bardzo interesujące dla lotnictwa i technologii Podstęp który wymaga wysokiej wytrzymałości materiałów o małym ciężarze, które są trudne do wykrycia, w postaci elektronicznej. Sondy New mikroskopii sił atomowych są wykorzystywane do badania nanostruktur ze szczelin, które są wąskie w skali atomowej. Ale są też inne unikalne aspekty: nanorurki są quasi jednowymiarowe doskonałymi nanodruty do zastosowań elektronicznych. Te puste w środku i chemicznie obojętne rury mogą również znaleźć zastosowanie jako „nano” rurociągów do transportu cząsteczek w poszczególnych komórek (jak miniaturowe igły do zastrzyków podskórnych).
Niezależnie od tego okaże się być najbardziej znaczące przyszłe zastosowanie nanorurek i fulerenów, będzie to owoc długoterminowego wsparcia finansowego badań podstawowych przez US federalny agencje finansujące, takie jak Narodowa Fundacja Naukowa, Biuro badań morskich, oraz Siły powietrzne Biuro Badań Naukowych.
Wybrane kwestie związane z nanorurek, które zostały odebrane przez obliczeń i symulacji komputerowych:
- Na jakich warunkach ma atomy węgla skondensować do wydrążenia grafitowe cylindry o niesamowitej sile, z nanorurek, zamiast tworzenia fulerenów, grafit czy diament?
- Dlaczego niewielkich ilości Ni i Co w materiale źródłowym grafitu powstawanie uporządkowanych wiązek identycznych nanorurki jednościenne rosnących do cm długości, ale tylko 1,4 nano-metr średnicy? [1, 2]
- Jakie warunki prowadzić do preferencyjnego tworzenia jedno – i wielościennych struktur (rurki „cebuli”)?
- Rosną nanorurki wielościenne stabilizowany przed zamknięciem przez silne kowalencyjnych wiązań wypełnienia luki pomiędzy sąsiednimi ścianami rosnącą krawędzi?
- Jak stabilne są nanorurki węglowe w zewnętrznych pól elektrycznych, a oni najlepiej rozpadają się przez „odkrycie” atomowo cienkie łańcuchy węglowe (np rękawa pulower)? [3]
[1] Andreas Tes Roland Lee Pavel Nikołajew, Hongjie Dai, Pierre Petit, Jerome Robert Chunhui Xu Young Hee Lee Seong Gon Kim, Daniel T. Colbert, Gustavo Scuseria David Tománek, John E. Fischer, Richard E. Smalley liny krystaliczne metalicznego nanorurek węglowych, Science 273, 483 (1996).
[![[plik PDF]](https://web.pa.msu.edu/people/tomanek/img-var/pdf.gif)
Pliku PDF] [Odnośnik Bibtex]
[2] Młody Hee Lee Seong Gon Kim i David Tománek katalityczny wzrost nanorurek jednościenne: Od początku badania, Phys. obrót silnika 78, 2393 (1997).
[ Pliku PDF] [Odnośnik Bibtex]
[3] Młody Hee Lee Seong Gon Kim i David Tománek, Pole wywołanej rozwikłanie nanorurek węglowych, Chem. Phys. Łotysz. 265, 667 (1997).
[ Pliku PDF] [Odnośnik Bibtex]
Wszystkie powyższe rękopisy przenoszenia praw autorskich danego wydawcy i mogą być pobierane wyłącznie do użytku osobistego. Wszelkie inne użycie wymaga wcześniejszej zgody autora i odpowiedniego wydawcy.
Wirtualny spacer po animowanym świecie nanorurek