Углеродные нанотрубки применение: Не вылететь в нанотрубку. Современные продукты из графена могут получить широкое применение в строительстве при условии, что удастся снизить их стоимость — Пресс-центр

Содержание

Не вылететь в нанотрубку. Современные продукты из графена могут получить широкое применение в строительстве при условии, что удастся снизить их стоимость — Пресс-центр

Одностенные углеродные нанотрубки — продукт, который может кардинально изменить свойства материалов, в том числе и строительных. Если просто, то трубки — это лист графена, свернутый в полый цилиндр. Область применения углеродных нанотрубок исключительно широка — от медицины до строительства. Так, например, введение их в качестве модификатора в бетон придает последнему электропроводность, термостойкость и повышенную прочность. Добавление даже 0,01% нанотрубок в материал существенно меняет его свойства. Тесты по сверлению и истиранию материалов, модифицированных нанотрубками, проведенные в Европе, показали, что одностенные углеродные нанотрубки не покидают матрицу материала при его механическом повреждении.

Коэффициент прочности одностенных углеродных нанотрубок — 50 ГПа, стали — 1 ГПа.

«Прелесть нанотрубок еще и в их чрезвычайно низких концентрациях, необходимых для кардинального изменения свойств материалов, — говорит академик РАН

Михаил Предтеченский. — Например, одного килограмма нанотрубок хватит, чтобы улучшить километр асфальтированной трассы — срок службы асфальта будет в четыре раза длиннее».

Еще одно из возможных направлений применения модифицированных с помощью нанотрубок бетонных смесей: защита трубопроводов на морских шельфах, на дне рек, в обводненной и болотистой местности, в промерзающем грунте. Российской компанией «БТ СВАП» уже накоплен опыт при строительстве подводных переходов в Охотском, Черном и Каспийском морях, через Куйбышевское водохранилище, на Сахалине и Ямале. Директор фирмы по науке и технологиям Сергей Меликов отмечает, что применение углеродных нанотрубок улучшило характеристики защитных и утяжеляющих покрытий трубопроводов: прочность, водонепроницаемость, удобство при укладке. При этом за счет улучшенных характеристик наномодифицированной бетонной смеси удалось снизить стоимость самого защитного покрытия. Попутно заметим, что бетонные смеси для защитного и утяжеляющего универсального бетонного покрытия с добавлением одностенных углеродных нанотрубок компании «БТ СВАП» получили европейский сертификат соответствия. Дело за малым — утверждение российских стандартов применения наноматериалов для обычных бетонов, композитов, пластиков, металлов, массово используемых в строительстве. Применение углеродных нанотрубок в составах бетонных смесей было рекомендовано Фондом инфраструктурных и образовательных программ по результатам их сертификации в Системе сертификации продукции наноиндустрии «Наносертифика».

По мнению проректора по научной работе МГСУ, одного из ведущих специалистов в области новых материалов для строительства Андрея Пустовгара, применение нанотрубок для модификации строительных материалов является действительно перспективным направлением. Правда, оговаривается эксперт, только в том случае, если мы не сведем это только к простому добавлению нанотрубок в бетонную смесь с целью повысить прочность при сжатии на 30% или даже 50%, не принимая во внимание стоимость бетона.

«Применение нанотрубок, на мой взгляд, эффективно, прежде всего, при создании покрытий и материалов с управляемыми магнитными, электрическими и теплотехническими свойствами, — говорит Андрей Пустовгар. — Данный подход позволит создавать интеллектуальные здания, в которых функцию нейронной управляющей сети будут выполнять покрытия, модифицированные нанотрубками и другими нанообъектами». Изменение проводимости различных участков покрытий, например, ограждающих конструкций, позволит наделить их функцией отслеживания координат нажатия, превратив их в тач-панели (Touch Panel) — визуальное устройство, которое позволяет пользователю управлять системами освещения и инженерными системами зданий и сооружений путем нажатия на его поверхность.

Получится, что системы электроснабжения будут «нарисованы» на стене, а включение и выключение инженерного оборудования станет возможным осуществлять путем нажатия на выделенный цветом участок стены. «Создание „умных“ покрытий строительных конструкций — это одно из основных направлений, на котором нужно сконцентрировать научные и прикладные исследования применения нанотрубок в строительных материалах, — уверен профессор МГСУ. — Это открывает перспективы создания когнитивных систем зданий и сооружений, в которых покрытия будут обладать способностью к пониманию процессов, происходящих внутри и снаружи здания и адекватно реагировать на них».

Научный консультант ФАУ ФЦС Минстроя России Александр Цернант подтверждает, что нанотрубки применяются для модифицирования материалов, в которых благодаря им образуются матрицы. К таким модифицируемым материалам, в частности, относятся бетоны и полимерные композиты. «Этот вопрос подробно изучен наукой, ЦНИИС имеет патенты на применение углеродных нанотрубок для повышения качества матрицы различных бетонов, — рассказывает

Александр Цернант. — Модификация бетона на наноуровне придает конструкциям более высокие потребительские свойства. Это доказано. Сейчас, когда технология изготовления наноструктур освоена, ее применение становится естественным процессом. Ключевым критерием остается стоимость такой модификации, поэтому их применение должно быть обосновано с технической и с экономической точек зрения».

Действительно, цена продукта пока относительно высока. Сегодня на рынке присутствуют два крупных производителя нанотрубок — российская фирма OCSiAl (портфельная компания РОСНАНО) и японская Zeon. Японцы продают трубки по цене около 10 тысяч за килограмм при ежегодном производстве около тонны. Это сильно ограничивает промышленное применение их продукции. В российской компании утверждают, что им удалось существенно снизить цену продукта — фирма готова запустить установку мощностью 50 тонн нанотрубок в год по цене от $100 до $200 за килограмм. Кстати, OCSiAl — первый в мире производитель одностенных углеродных нанотрубок, прошедший сертификацию в соответствии с регламентом Европейского союза REACH. Это позволит компании ежегодно поставлять до 10 тонн нанотрубок в Европу и значительно расширить их применение в различных отраслях.

Углеродные нанотрубки. Устройство и применение. Особенности

Углеродные нанотрубки – это материал, которым грезят многие ученые. Высокий коэффициент прочности, превосходная тепло- и электропроводность, огнестойкость и весовой коэффициент на порядок выше, чем у большинства известных материалов. Углеродные нанотрубки представляют свернутый в трубку лист графена. Русские ученые Константин Новоселов, а также Андрей Гейм за его открытие получили Нобелевскую премию в 2010 году.

Впервые же наблюдать за углеродными трубками на поверхности железного катализатора могли советские ученые еще в 1952 году. Однако потребовалось пятьдесят лет, чтобы ученые смогли увидеть в нанотрубках перспективный и полезный материал. Одним из поразительных свойств этих нанотрубок является то, что их свойства определяются геометрией. Так от угла скручивания зависят их электрические свойства — нанотрубки могут демонстрировать полупроводниковую и металлическую проводимость.

Виды

Многие перспективные направления в нанотехнологиях сегодня связывают именно с углеродными нанотрубками. Если просто, то углеродные нанотрубки представляют гигантские молекулы или каркасные структуры, которые состоят лишь из атомов углерода. Легко представить такую нанотрубку, если вообразить, что происходит сворачивание в трубку графена – это один из молекулярных слоев графита. Метод сворачивания нанотрубок во многом определяет конечные свойства данного материала.

Естественно, что никто не создает нанотрубки, специально сворачивая их из листа графита. Образуются нанотрубки сами, к примеру, на поверхности угольных электродов либо между ними при дуговом разряде. Атомы углерода при разряде испаряются с поверхности и соединяются между собой. В результате образуются нанотрубки различного вида – многослойные, однослойные и с различными углами закручивания.

Основная классификация нанотрубок как раз идет по числу составляющих их слоев:

  • однослойные нанотрубки – самый простой вид нанотрубок. Большая их часть из них имеют диаметр порядка 1 нм при длине, которая может получиться в тысячи раз больше;
  • многослойные нанотрубки, состоящих из нескольких слоев графена, они складываются в форме трубки. Между слоями образуется расстояние 0,34 нм, то есть идентичное расстоянию между слоями в кристалле графита.
Устройство

Нанотрубки представляют протяженные цилиндрические структуры углерода, которые могут иметь длину до нескольких сантиметров и диаметр от одного до нескольких десятков нанометров. В то же время сегодня имеются технологии, которые позволяют сплетать их в нити неограниченной длины. Они могут состоять из одной или нескольких графеновых плоскостей, свернутых в трубку, которые обычно заканчиваются полусферической головкой.

Диаметр нанотрубок составляет несколько нанометров, то есть несколько миллиардных долей метра. Стенки углеродных нанотрубок выполнены из шестиугольников, в вершинах которых находятся атомы углерода. Трубки могут иметь разный тип строения, именно он влияет на их механические, электронные и химические свойства. Однослойные трубки имеют меньше дефектов, в то же время после отжига при высокой температуре в инертной атмосфере удается получить и бездефектные варианты трубок. Многослойные нанотрубки отличаются от стандартных однослойных существенно более широким разнообразием конфигураций и форм.

Синтезировать углеродные нанотрубки можно разными способами, но наиболее распространенными являются:
  • Дуговой разряд. Метод обеспечивает получение нанотрубок на технологических установках для выработки фуллеренов в плазме дугового разряда, который горит в атмосфере гелия. Но здесь применяются иные режимы горения дуги: более высокое давление гелия и низкие плотности тока, а также катоды большего диаметра. В катодном осадке находятся нанотрубки длиной до 40 мкм, они растут перпендикулярно от катода и объединяются в цилиндрические пучки.
  • Метод лазерной абляции. Метод базируется на испарении мишени из графита в специальном высокотемпературном реакторе. Нанотрубки образуются на охлажденной поверхности реактора в виде конденсата испарения графита. Данный метод позволяет преимущественно получать однослойные нанотрубки с контролем необходимого диаметра посредством температуры. Но указанный метод существенно дороже других.
  • Химическое осаждение из газовой фазы. Данный метод предполагает подготовку подложки со слоем катализатора – это могут быть частицы железа, кобальта, никеля или их комбинаций. Диаметр нанотрубок, выращенных указанным способом, будет зависеть от размера используемых частиц. Подложка нагревается до 700 градусов. Для инициации роста нанотрубок вводятся в реактор углеродосодержащий газ и технологический газ (водород, азот или аммиак). Нанотрубки растут на участках катализаторов из металла.
Применения и особенности
  • Применения в фотонике и оптике. Подбирая диаметр нанотрубок можно обеспечить оптическое поглощение в большом спектральном диапазоне. Однослойные углеродные нанотрубки проявляют сильную нелинейность насыщающегося поглощения, то есть при достаточно интенсивном свете они становятся прозрачными. Поэтому они могут применяться для разных приложений в области фотоники, к примеру, в маршрутизаторах и коммутаторах, для создания ультракоротких лазерных импульсов и регенерации оптических сигналов.
  • Применение в электронике. На данный момент заявлено множество способов использования нанотрубок в электронике, однако реализовать удается лишь небольшую ее часть. Наибольший интерес вызывает применение нанотрубок в прозрачных проводниках в качестве термоустойчивого межфазного материала.

Актуальность попыток внедрения нанотрубок в электронике вызвано необходимостью замены индия в теплоотводах, которые применяются в транзисторах большой мощности, графических процессорах и центральных процессорах, ведь запасы этого материала уменьшаются, а цена на него растет.

  • Создание сенсоров. Углеродные нанотрубки для сенсоров – одно из наиболее интересных решений. Ультратонкие пленки из одностенных нанотрубок на данный момент могут стать наиболее лучшей основой для электронных сенсоров. Производить их можно с применением разных методов.
  • Создание биочипов, биосенсоров, контроля адресной доставки и действия лекарств в биотехнологической отрасли. Работы в данном направлении сегодня вовсю ведутся. Высокопроизводительный анализ, выполняемый с использованием нанотехнологий, позволит существенно уменьшить время, которое нужно для вывода технологии на рынок.
  • Сегодня резко растет производство нанокомпозитов, в основном полимерных. При введении в них даже небольшого количества углеродных нанотрубок обеспечивается существенное изменение свойств полимеров. Так у них повышается термическая и химическая устойчивость, теплопроводность, электропроводность, улучшаются механические характеристики. Усовершенствованы десятки материалов при помощи добавления в них углеродных нанотрубок;

— композитные волокна на основе полимеров с нанотрубками;
— керамические композиты с добавками. Увеличивается трещиностойкость керамики, появляется защита электромагнитного излучения, увеличивается электро- и теплопроводность;
— бетон с нанотрубками – повышается марка, прочность, трещиностойкость, уменьшается усадка;
— металлические композиты. Особенно медные композиты, у которых механические свойства в несколько раз выше, чем у обычной меди;
— гибридные композиты, в которых содержатся сразу три компонента: неорганические или полимерные волокна (ткани), связующее вещество и нанотрубки.

Достоинства и недостатки
Среди достоинств углеродных нанотрубок можно отметить:
  • Множество уникальных и по-настоящему полезных свойств, которые можно применять в области внедрения энергоэффективных решений, фотоники, электроники, и иных приложений.
  • Это наноматериал, который обладает высоким коэффициентом прочности, превосходной тепло- и электропроводностью, огнестойкостью.
  • Улучшение свойств других материалов при внедрении в них небольшого количества углеродных нанотрубок.
  • Углеродные нанотрубки с открытым концом проявляют капиллярный эффект, то есть они могут втягивать в себя расплавленные металлы и иные жидкие вещества;
  • Нанотрубки сочетают в себе свойства твердого тела и молекул, что открывает значительные перспективы.
Среди недостатков углеродных нанотрубок можно отметить:
  • Углеродные нанотрубки на данный момент не производятся в промышленных масштабах, поэтому их серийное применение ограничено.
  • Стоимость производства углеродных нанотрубок высока, что также ограничивает их применение. Тем не менее, ученные усиленно работают над снижением себестоимости их производства.
  • Необходимость совершенствования технологий производства для создания углеродных нанотрубок с точно заданными свойствами.
Перспективы
В ближайшем будущем углеродные нанотрубки будут применяться повсеместно, из них будут создаваться:
  • Нановесы, композитные материалы, сверхпрочные нити.
  • Топливные элементы, прозрачные проводящие поверхности, нанопровода, транзисторы.
  • Новейшие нейрокомпьютерные разработки.
  • Дисплеи, светодиоды.
  • Устройства для хранения металлов и газов, капсулы для активных молекул, нанопипетки.
  • Медицинские нанороботы для доставки лекарств и проведения операций.
  • Миниатюрные датчики с ультравысокой чувствительностью. Такие нанодатчики могут найти применение в биотехнологических, медицинских и военных применениях.
  • Трос для космического лифта.
  • Плоские прозрачные громкоговорители.
  • Искусственные мышцы. В будущем появятся киборги, роботы, инвалиды будут возвращаться к полноценной жизни.
  • Двигатели и генераторы энергии.
  • Умная, легкая и комфортная одежда, которая будет защищать от любых невзгод.
  • Безопасные суперконденсаторы с быстрой зарядкой.

Все это в будущем, ведь промышленные технологии создания и использования углеродных нанотрубок находятся на начальном этапе развития, а цена их крайне дорога. Но российские ученые уже заявили, что они нашли способ снизить стоимость создания этого материала в двести раз. Эта уникальная технология производства углеродных нанотрубок на данный момент держится в секрете, но она должна произвести революцию в промышленности и во многих иных областях.

Похожие темы:

ВОЗМОЖНОСТИ БИОМЕДИЦИНСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК | Митрофанова

1. Mahmood M. Cytotoxicity and biological effects of functional nanomaterials delivered to various cell lines // J. Appl. Toxi-col. 2010. No. 30. P. 74–83.

2. Cheng J., Meziani M.J., Sun Y.-P., Cheng S.H. Poly(ethylene glycol)-conjugated multi-walled carbon nanotubes as an efficient drug carrier for overcoming multidrug resistance // Toxicology and Applied Pharmacology. 2011. No. 250. P. 184–193.

3. Bi S., Zhou H., Zhang S. Multilayers enzyme-coated carbon nanotubes as biolabel for ultrasensitive chemiluminescence immunoassay of cancer biomarker // Biosensors and Bioelectronics. 2009. No. 24. P. 2961–2966.

4. Yang F., Hu J., Yang D., Long J., Luo G., Jin C., Yu X., Xu J., Wang C., Ni Q., Fu D. Pilot study of targeting magnetic carbon nanotubes to lymph nodes // Nanomed. 2009. No. 4. P. 317–330.

5. Yinghuai Z., Peng A.T., Carpenter K., Maguire J.A., Hosmane N.S., Takagaki M. Substituted carborane-appended water-soluble single-wall carbon nanotubes: new approach to boron neutron capture therapy drug delivery // J. Am. Chem. Soc. 2005. № 127. P. 9875–9880.

6. Vivek S.T., Manasmita D., Amit K.J., Swapnil P., Sanyong J. Carbon nanotubes in cancer theragnosis // Nanomedecine. 2010. No. 5. P. 1277–1301.

7. Pacurari M., Yin X, Zhao J., Ding M., Leonard S., Schwegler-Berry D., Ducatman B., Sbarra D., Hoover M., Castranova V., Vallyathan V. Raw single-wall carbon nanotubes induce oxidative stress and active MAPKs, AP-1, NF-KappaB, and AKT in normal and malignant human mesothelial cells // Environmental Health Perspectives. 2008. V. 116, no. 9. P. 1211–1217.

8. Lam C.W, James J.T, McCluskey R., Hunter R.L. Pulmonary toxicity of single-wall carbon nanotubes in mice 7 and 90 days intratracheal instillation // Toxicol. Sci. 2004. No. 77. P. 126–134.

9. Mercer R.R., Scabilloni J., Wang L., Kisin E., Murray A.R., Schwegler-Berry D. Alteration of deposition pattern and pulmonary response as a result of improved dispersion of aspirated single-walled carbon nanotubes in a mouse model // Am. J. Physiol. Lung. Cell. Mol. Physiol. 2008. No. 294. P. 87–97.

10. Folkmann J., Risom L., Jacobsen N., Wallin H., Loft S., Meller P. Oxidatively damaged DNA in rats exposed by oral gavage to C60 fullerenes and single-walled carbon nanotubes // Environmental Health Perspectives. 2009. V. 117, no. 5. P. 1557–1566

11. Ma Y., Zheng Y., Huang X., Xi T., Lin X., Han D., Song W. Mineralization behavior and interface properties of BG-PVA/bone composite implants in simulated body fluid // Biomed Mater. 2010. V. 2, no. 5. P. 25003

12. Tsuda H., Xu J., Sakai Y., Futakuchi M., Fukamachi K. Toxicology of engineered nanomaterials – a review of carcinogenic potential // Asian Pacific Journal of Cancer Prevention. 2009. V. 10. P. 975–980.

13. Reilly R.M. Carbon nanotubes: potential benefits and risks of nanotechnology in nuclear medicine // The J. of nuclear medicine. 2007. V. 48, no. 7. P. 1039–1042.

14. Sato Y., Yokoyama A., Shibata K. and al. Influence of length on cytotoxicity of multi-walled carbon nanotubes against human acute monocytic leukemia cell line THP-1 in vitro and subcutaneous tissue of rats in vivo // Mol. BioSyst. 2005. no. 1. P. 176–182.

15. Yamashita K. Carbon nanotubes elicit DNA damage and inflammatory response relative to their size and shape // Inflammation. 2010. V. 33, no. 4. P. 276–280.

16. Shvedova A.A., Fabisiak J.P., Kisin E R., Murray A.R., Roberts J.R., Tyurina Y.Y. Sequential exposure to carbon nanotubes and bacteria enhances pulmonary inflammation and infectivity // Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 2008. V. 5, no. 38. P. 579−590.

17. Carter A. Learning from history: understanding the carcinogenic risks of nanotechnology // News JNCI. 2008. V. 100, no. 23. P. 1664–1665.

18. Pan B., Cui D., Xu P., Ozkan C., Feng G., Ozkan M., Huang T., Chu B., Li Q., He R., Hu G. Synthesis and characterization of polyamidoaminedendrimer-coated multi-walled carbon nanotubes and their application in gene delivery systems // Nanotechnology. 2009. No. 20. P. 10–33.

19. Benito J.M., Garcia M.G., Mellet C.O., Baussanne I., Defaye J., Fernandez M.G. Optimizing saccharide-directed molecular delivery to biological receptors: design, synthesis, and biological evaluation of glycodendrimer-cyclodextrin conjugates // J. Am. Chem. Soc. 2004. No. 126. P. 1035–1040.

20. Cui D., Tian F., Ozkan CS., Wang M., Gao H. Effect of single wall carbon nanotubes on human HEK293 cells // Toxicol. Lett. 2005. V. 1, no. 155. P. 73–85.

21. Bartholomeusz J., Cherukuri P., Kingston J., Cognet L., Lemos R., Leeuw T.K., Russo G., Weisman R., Powis G. In vivo therapeuticsilencing of Hypoxia-Inducible Factor 1 alpha (HIF-1α) using single walled carbon nanotubes noncovalently coated with siRNA // Nano Res. 2009. V. 4, no. 2. P. 279–291.

22. Zheng M., Jagota A., Semke E.D., Diner B.A., Mclean R.S., Lustig S.R., Richardson R.E., Tassi N.G. DNA-assisted dispersion and separation of carbon nanotubes // Nat. Mater. 2003. No. 2. P. 338–342.

23. Coccinia T., Rodab E., Sarigiannisc D.A., Mustarellid P., Quartaroned E., Profumoe A., Manzoa L. Effects of water-soluble functionalized multi-walled carbon nanotubes examinated by different cytotoxicity methods in human astrocyte D384 and lung A549 cells // Toxicology. 2010. No. 269. P. 41–53.

24. Shvedova A.A., Kisin E.R., Porter P., Schulte P., Kagan V.E., Fadeel B., Castranova V. Mechanism of pulmonary toxicity and medical applications of carbon nanotubes: two faces of Janus? // Pharmacology & Therapeutics. 2009. No. 121. P. 192–204.

25. Bhirde A.A., Patel V.,Gavard J., Zhang G., Sousa A.A, Masedunskas A., Leapman R.D., Weigert R., Gutkind J. Targeted killing of cancer cells in vivo and in vitro with EGF-directed carbon nanotube-based drug delivery // ACS Nano. 2009. V. 2, no. 3. P. 307–316.

26. Singh R., Pantarotto D., McCarthy D. Binding and condensation of plasmid DNA onto functionalized carbon nanotubes: toward the construction of nanotube No. 127. P. 4388.

27. Ji S., Liu C., Zhang B., Yang F. Carbon nanotubes in cancer diagnosis and therapy // Biochimica et Biophysica Acta. 2010. No. 1806. P. 1121–112.

28. McDevitt M.R., Chattopadhyay D., Jaggi J.S., Finn R.D., Zanzonico P.B., Villa C., Rey D., Mendenhall J., Batt C.A., Njardarson J.T., Scheinberg D.A. PET imaging of soluble yttrium-86-labeled carbon nanotubes in mice // PLoS ONE. 2007. No. 2. P. 145–167.

29. Kaul G., Amiji M. Biodistribution and targeting potential of poly(ethylene glycol)-modified gelatin nanoparticles in subcutaneous murine tumor model // J. Drug Target. 2004. V. 9–10, no. 12. P. 585–591.

30. Otsuka H., Nagasaki Y., Kataoka K. PEGylated nanoparticles for biological and pharmaceutical applications // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2003. № 55. P. 403–419.

31. Duong H.M., Papavassiliou D.V., Mullen K.J. et al. Computational modeling of the thermal conductivity of single-walled carbon nanotube-polymer composites // Int. J. Heat Mass Transfer. 2009. V. 23–24, no. 52. P. 5591–5597.

32. Bianco A., Kostarelos K., Partidos C.D., Prato M. Biomedical applications of functionalized carbon nanotubes // Chem. Commun. (Cambridge, UK). 2005. № 5. P. 571–577.

33. Chen J., Chen S., Zhao X.,Kuznetsova L.V., Wong S.S., Ojima I. Functionalized single-walled carbon nanotubes as rationally designed vehicles for tumor-targeted drug delivery // J. Am. Chem. Soc. 2008. V. 49, no. 130. P. 16778–16785.

34. Sayes C., Liang F., Hudson J., Mendez J., Guo W., Beach J., Moore V., Doyle C., West J., Billups W., Ausman K., Colvin V. Functionalization density dependence of single-walled carbon nanotubes cytotoxicity in vitro // Toxicol. Lett. 2006. No. 161. P. 135–42.

35. McDevitt M.R. Tumor targeting with antibody-functionalized, radiolabeled carbon nanotubes // The J. of nuclear medicine. 2007. V. 48, no. 7. P. 1180–1189.

36. Bianco A., Kostarelos K., Prato M. Applications of carbon nanotubes in drug delivery // Curr. Opin. Chem. Biol. 2005. No. 9. P. 674–679.

37. De La Zerda A., Zavaleta C., Keren S. Carbon nanotubes as photoacoustic molecular imaging agent in living mice // Nat. Nanotechnol. 2008. V. 9, no. 3. P. 557–562.

38. Yu X., Zhang Y., Chen C., Yao Q., Li M. Targeted drug delivery in pancreatic cancer // Biochimica et Biophysica Acta. 2010. No. 1805. P. 97–104.

39. Kateb B., Yamamoto V., Alizadeh D., Zhang L., Manohara H.M., Bronikowski M.J., Badie B. Multi-walled carbon nanotube (MWCNT) synthesis, preperetion, labeling, and functionalization // Immunotherapy of Cancer, Methods in Molecular Biology. 2010. No. 651. P. 307–317.

40. Ting G., Chang C.-H. and Wang H. Cancer nanotergeted radiopharmaceutical for tumor imaging and therapy // Anticancer Researche. 2009. No. 29. P. 4107–4118.

41. Pastorin G., Wu W., Wieckwski S., Briand J.P., Kostarelos K., Prato M., BiancoA. Double functionalization of carbon nanotubes for multimodal drug delivery // Chem. Commun. 2006. No. 11. P. 1182–1184.

42. Mahmood M., Karmakar A., Fejleh A., Mocan T., Iancu C., Mocan L., Iancu D.T., Xu Y., Dervishi E., Li Z., Biris A.R., Agarwal R., Ali N., Galanzha E.I., Biris A.S., Zharov V.P. Synergistic enhancement of cancer therapy using a combination of carbon nanotubes and anti-tumor drug // Nanomedicine. (London). 2009. No. 4. P. 883–893.

43. Dumortier H., Lacotte S., Pastorin G., Marega R., Wu W., Bonifazi D., Briand J.P., Prato M., Muller S., Bianco A. Functionalized carbon nanotubes are non-cytotoxic and preserve the functionality of primary immune cells // Nano Lett. 2006. No. 6. P. 1522–1528.

44. Liu Z., Davis C., Cai W., He L., Chen X., Dai H. Circulation and long-term fate of functionalized, biocompatible single-walled carbon nanotubes in mice probes by Raman spectroscopy // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008. No. 105. P. 1410–1415.

45. Weng X., Wang M., Ge J., Yu S., Liu B., Zhong J., Kong J. Carbon nanotubes as a protein toxin transporter for selective HER2-positive breast cancer cell destruction // Mol. BioSyst. 2009. № 5. P. 1224–1231.

46. Liu Z., Fan A.C., Rakhra K., Sherlock S., Goodwin A., Chen X., Yang Q., Felsher D.W., Dai H. Supramolecular stacking of doxorubicin on carbon nanotubes for in vivo cancer therapy // Angew. Chem. Int. Ed Engl. 2009. V. 41, no. 48. P. 7668–7672.

47. Subbiah R.P., Veerapandian M., Sadhasivam S., Yun K. Structural and biological evaluation of a multifunctional SWCNT-AgNPs-DNA/PVA bio-nanofilm // Electronic supplementary material. 2011. No. 4. P. 547–560.

Углеродные нанотрубки создают новую отрасль промышленности и материаловедения

Эдуард Раков, доктор химических наук, заведующий кафедрой нанотехнологии и наноматериалов РХТУ им. Д.И. Менделеева

Вещества категории «нано», то есть с частицами менее 100 нм, сегодня представлены техническим углеродом (сажа) и кремнегелем («белая сажа»). Объемы производства других наноматериалов несопоставимо ниже. Но сейчас ситуация меняется, на рынок вышли углеродные нанотрубки. Углеродные нанотрубки — это протяженные цилиндрические структуры, состоящие из одной или нескольких свернутых в трубку гексагональных (геометрически похожих на пчелиные соты) графитовых плоскостей.

Углеродные микротрубки были запатентованы в конце XIX века, а нанотрубки впервые получены в московском Институте физической химии в 1950-х годах, затем в Японии в 1970-х и, наконец, «открыты» в Японии в 1991 году. С тех пор интерес к трубкам неуклонно рос.

По набору нужных свойств у нанотрубок нет аналогов

Связь атомов углерода друг с другом в нанотрубках имеет рекордную прочность. Модуль Юнга (величина размерности давления, характеризующая сопротивление вещества растяжению или сжатию) нанотрубок более 1 ТПа (около 1 млн атмосфер — выше, чем у алмаза). Теплопроводность нанотрубок в восемь раз выше, чем у меди, а электропроводность не подчиняется закону Ома. Плотность тока в трубках может в тысячу раз превышать плотность, при которой медный провод взрывается.

Мировое производство нанотрубок превысило 1000 тонн в год. Использование материалов из углеродных нанотрубок или содержащих углеродные нанотрубки стало новым сектором экономики, который не был затронут мировым финансовым кризисом.

Общемировая потребность в нанотрубках в 2010 году оценена в 10 тысяч тонн. Их производит более 40 компаний. Немецкая Bayer планирует к 2012 году расширить производственные мощности до 3000 т/г, французская Arkema имеет завод с годовой производительностью 400 т, китайская CNano — 500 т/г, а бельгийская Nanocyl — 400 т/г. До 500 т/г увеличивает производство углеродных нановолокон японская Showa Denko.

Согласно аналитическому отчету, опубликованному в апреле 2011 года компанией MarketsandMarkets, рынок нанотрубок в 2016 году достигнет $3,3 млрд, а его ежегодный рост — 12,4%.

Наноструктурированные материалы делятся на две большие группы. Материалы одной на 95-100% состоят из нанотрубок. Материалы второй — нанокомпозиты — наоборот, нанотрубок содержат немного, до 5%.

Материалы из нанотрубок

Форма нанотрубок позволяет укладывать их двояко: хаотично или упорядоченно, — что влияет на свойства материалов. Нанотрубки можно модифицировать, присоединять к ним различные химические группы и наночастицы. Это также меняет свойства самих нанотрубок и материалов их них.

К материалам первой группы относятся «монолитные» структуры из нанотрубок; покрытия, пленки и нанобумага из трубок; волокна из трубок; «лес» — нанотрубки, расположенные параллельно друг другу и перпендикулярно подложке. «Монолитные» материалы не получили широкого распространения.

Из спутанных длинных нанотрубок выделена «резина», устойчивая к разрушению при циклических нагрузках и температурах от -140 до +900 оС. Ее показатели далеко превосходят силиконовую резину, которую считают лучшим вязкоэластичным материалом.

Покрытия, пленки и нанобумагу получают либо в ходе синтеза трубок, либо из их дисперсий (коллоидных растворов). Первая группа методов — высокотемпературная, вторая нагревания не требует. Простейший макроматериал из трубок — нанобумага — имеет толщину 10-30 нм и производится фильтрацией дисперсий.

Компания Nanocomp Technologies (США) продает листы нанобумаги площадью около 3 м2 и планирует создать производство мощностью 4-6 т/г. Реализованы методы получения рулонов нанобумаги.

Из нанобумаги делают фильтры (в том числе для удаления вирусов или обессоливания воды), защиту от электромагнитного излучения, детали нагревателей, сенсоры, актюаторы, полевые эмиттеры, электроды электрохимических устройств, носители катализаторов и др.

Прозрачные электропроводные пленки и покрытия конкурируют с твердым раствором оксидов индия и олова и способны заменять этот дорогой и хрупкий материал в приборах электроники, сенсорики и фотовольтаики.

Американская компания Eikos разработала и с 2005 года поставляет состав Invisicon ink для нанесения на подложки тонких пленок из нанотрубок.

Волокна из углеродных нанотрубок казались идеальным материалом троса «космического лифта» для экономичного подъема грузов на околоземную орбиту. Однако перенос свойств нанотрубок на макроматериалы оказался далеко не простой задачей.

Волокна получают разными способами. «Сухие» способы включают формирование из аэрогеля, образующегося в процессе пиролиза углеводородов, и прядение из «леса».

Технология вытягивания и скручивания волокон из аэрогеля — «мягкого дыма» — разработана в Кембриджском университете. В реакционную зону с высокой температурой подают углеводород, из которого образуется аэрогель (т.е. гель, в котором жидкая фаза полностью заменена газообразной). Из него, как в старину из кудели, прядут волокно. В Израиле в 2010 году создана компания для изготовления бронежилетов и защитных покрытий из гибридных композитов, содержащих кембриджские нанотрубки.

Прядение из «леса» напоминает получение шелковых нитей из коконов шелкопряда.

Растворные способы получения волокон — экструзия дисперсий в поток жидкости или вытягивание из коллоидных растворов в суперкислотах (кислотах сильнее серной).

Компания Nanocomp Technologies объявила о поставках прочных волокон длиной до 10 км, для изготовления которых используют длинные нанотрубки. Крученые нити имеют прочность 3 ГПа и по некоторым показателям уже превосходят кевлар.

«Лес» по набору свойств не имеет аналогов — это упругий, электро- и теплопроводный материал, способный принимать разные формы и подвергаться модифицированию. В 2004 году был описан высокопроизводительный процесс суперроста «леса»: получение очень чистых углеродных нанотрубок длиной до 15-18 мм, — который значительно снижает их себестоимость.

В Японии готовится пуск производства, основанного на процессе суперроста. Мощность его всего 600 г/ч однослойных нанотрубок, но вскоре ее планируют довести до 10 т/г.

«Лес» можно использовать для создания электродов суперконденсаторов, полевых эмиттеров и солнечных батарей, как компонент композитов на основе полимеров. Укладкой «леса» на поверхность подложки получены плотные ленты. По удельной электропроводности они могут превзойти металлы и найдут применение в авиакосмической отрасли.

Ленты для искусственных мускулов из параллельно расположенных нанотрубок действуют при температурах от 80 до 1900 К и при приложении электрического потенциала обеспечивают очень высокое удлинение. Такие преобразователи электричества в механическую энергию значительно эффективнее пьезокристаллов.

Материалы с примесью нанотрубок

Резко растет производство материалов второй группы —нанокомпозитов, главным образом полимерных Введение даже небольших количеств углеродных нанотрубок заметно меняет свойства полимеров, придает электропроводность, повышает теплопроводность, улучшает механические характеристики, химическую и термическую устойчивость. Созданы нанокомпозиты на основе десятков различных полимеров, разработано много способов их получения.

Широкое применение могут найти созданные на основе полимеров с нанотрубками композитные волокна.

Практически все производимые компанией Bayer нанотрубки используют для композитов из полимеров. Компания Arkema поставляет свои нанотрубки для композитов из термопластов, а Nanocyl — для термоусадочных полимеров и препрегов с углеродными волокнами (препреги — композитные материалы-полуфабрикаты для дальнейшей обработки).

Американская компания Hyperion Catalysis Int., пионер промышленного производства нанотрубок, выпускает концентраты для введения в эпоксидную смолу и полимеры.

Керамические композиты созданы на основе многих тугоплавких веществ, однако по промышленному освоению заметно уступают нанокомпозитам на основе полимеров. Как и в случае полимеров, добавки небольших количеств нанотрубок увеличивают электро- и теплопроводность, придают способность защищать от электромагнитного излучения, а главное — увеличивают трещиностойкость керамик.

Введение очень малых количеств нанотрубок в бетон повышает его марку, трещиностойкость, прочность и уменьшает усадку.

Металлические композиты созданы с распространенными цветными металлами и сплавами. Наибольшее внимание уделяется медным композитам, механические свойства которых в два-три раза выше, чем у меди. Многие составы имеют повышенную прочность и твердость, меньшие коэффициенты термического расширения и трения.

Гибридные композиты обычно содержат три компонента: полимерные или неорганические волокна (ткани), нанотрубки и связующее. К этому классу относятся препреги.

На производстве препрегов с нанотрубками специализируется американская компания Zyvex Performace Materials. Нанотрубки повышают прочность и жесткость препрегов на 30-50%. Препреги использованы для создания беспилотных морских разведывательных катеров «Пиранья».

В США в 2009 году полетел первый самолет для воздушной акробатики с обтекателем двигателя из композита с нанотрубками. Некоторые элементы планера самолета F-35 компании Martin Lockheed изготовлены из таких композитов, примерно 100 деталей планера пассажирского Boeing 787 предполагается делать с применением нанотрубок.

Компания Nanocyl производит эпоксидную смолу с трубками Epocyl и препреги Pregcyl на основе стекловолокон, углеродных или арамидных волокон. Добавки повышают трещиностойкость на 100%, межслоевую прочность на сдвиг на 15% и уменьшают коэффициент термического расширения. Предполагается использовать композиты в автомобильной и авиационной промышленности, для бронежилетов. Они снижают массу 49-метровых лопастей ветроустановок с 7,3 до 5,8 т.

Финская компания Amroy Europe Oy, используя нанотрубки производства Bayer, выпускает эпоксидный концентрат Hybtonite для морских судов, ветрогенераторов, спортивного инвентаря и др.

Для препрегов канадская Nanoledge использует трубки компании Bayer, а Nanocomp Technologies выпускает большие по площади листы и рулоны нанобумаги.

Гибридные композиты могут проявлять свойства сенсора повреждений.

С различными матрицами созданы также биокомпозиты. Исследуются материалы для костных имплантатов, пленки для выращивания мышечных и костных тканей, сетчатки и эпителиальных клеток глаза, сетей нейронов, а также биофункциональные композиты и биосенсоры.

Примеры не исчерпывают всего разнообразия и свойств материалов с нанотрубками. Их области применения расширяются, они начинают определять уровень развития наноструктурного материаловедения, общее состояние науки и техники отдельных стран.


Не вылететь в нанотрубку | Строительная газета

Не вылететь в нанотрубку

Современные продукты из графена могут получить широкое применение в строительстве при условии, что удастся снизить их стоимость

Одностенные углеродные нанотрубки — продукт, который может кардинально изменить свойства материалов, в том числе и строительных. Если просто, то трубки — это лист графена, свернутый в полый цилиндр. Область применения углеродных нанотрубок исключительно широка — от медицины до строительства. Так, например, введение их в качестве модификатора в бетон придает последнему электропроводность, термостойкость и повышенную прочность. Добавление даже 0,01% нанотрубок в материал существенно меняет его свойства. Тесты по сверлению и истиранию материалов, модифицированных нанотрубками, проведенные в Европе, показали, что одностенные углеродные нанотрубки не покидают матрицу материала при его механическом повреждении.

«Прелесть нанотрубок еще и в их чрезвычайно низких концентрациях, необходимых для кардинального изменения свойств материалов, — говорит академик РАН Михаил Предтеченский. — Например, одного килограмма нанотрубок хватит, чтобы улучшить километр асфальтированной трассы — срок службы асфальта будет в четыре раза длиннее».

Еще одно из возможных направлений применения модифицированных с помощью нанотрубок бетонных смесей: защита трубопроводов на морских шельфах, на дне рек, в обводненной и болотистой местности, в промерзающем грунте. Российской компанией «БТ СВАП» уже накоплен опыт при строительстве подводных переходов в Охотском, Черном и Каспийском морях, через Куйбышевское водохранилище, на Сахалине и Ямале. Директор фирмы по науке и технологиям Сергей Меликов отмечает, что применение углеродных нанотрубок улучшило характеристики защитных и утяжеляющих покрытий трубопроводов: прочность, водонепроницаемость, удобство при укладке. При этом за счет улучшенных характеристик наномодифицированной бетонной смеси удалось снизить стоимость самого защитного покрытия. Попутно заметим, что бетонные смеси для защитного и утяжеляющего универсального бетонного покрытия с добавлением одностенных углеродных нанотрубок компании «БТ СВАП» получили европейский сертификат соответствия. Дело за малым — утверждение российских стандартов применения наноматериалов для обычных бетонов, композитов, пластиков, металлов, массово используемых в строительстве. Применение углеродных нанотрубок в составах бетонных смесей было рекомендовано Фондом инфраструктурных и образовательных программ по результатам их сертификации в Системе сертификации продукции наноиндустрии «Наносертифика».

По мнению проректора по научной работе МГСУ, одного из ведущих специалистов в области новых материалов для строительства Андрея Пустовгара, применение нанотрубок для модификации строительных материалов является действительно перспективным направлением. Правда, оговаривается эксперт, только в том случае, если мы не сведем это только к простому добавлению нанотрубок в бетонную смесь с целью повысить прочность при сжатии на 30% или даже 50%, не принимая во внимание стоимость бетона.

«Применение нанотрубок, на мой взгляд, эффективно, прежде всего, при создании покрытий и материалов с управляемыми магнитными, электрическими и теплотехническими свойствами, — говорит Пустовгар. — Данный подход позволит создавать интеллектуальные здания, в которых функцию нейронной управляющей сети будут выполнять покрытия, модифицированные нанотрубками и другими нанообъектами». Изменение проводимости различных участков покрытий, например, ограждающих конструкций, позволит наделить их функцией отслеживания координат нажатия, превратив их в тач-панели (Touch Panel) — визуальное устройство, которое позволяет пользователю управлять системами освещения и инженерными системами зданий и сооружений путем нажатия на его поверхность.

Получится, что системы электроснабжения будут «нарисованы» на стене, а включение и выключение инженерного оборудования станет возможным осуществлять путем нажатия на выделенный цветом участок стены. «Создание «умных» покрытий строительных конструкций — это одно из основных направлений, на котором нужно сконцентрировать научные и прикладные исследования применения нанотрубок в строительных материалах, — уверен профессор МГСУ. — Это открывает перспективы создания когнитивных систем зданий и сооружений, в которых покрытия будут обладать способностью к пониманию процессов, происходящих внутри и снаружи здания и адекватно реагировать на них».

Научный консультант ФАУ ФЦС Минстроя России Александр Цернант подтверждает, что нанотрубки применяются для модифицирования материалов, в которых благодаря им образуются матрицы. К таким модифицируемым материалам, в частности, относятся бетоны и полимерные композиты. «Этот вопрос подробно изучен наукой, ЦНИИС имеет патенты на применение углеродных нанотрубок для повышения качества матрицы различных бетонов, — рассказывает Александр Цернант. — Модификация бетона на наноуровне придает конструкциям более высокие потребительские свойства. Это доказано. Сейчас, когда технология изготовления наноструктур освоена, ее применение становится естественным процессом. Ключевым критерием остается стоимость такой модификации, поэтому их применение должно быть обосновано с технической и с экономической точек зрения».

Действительно, цена продукта пока относительно высока. Сегодня на рынке присутствуют два крупных производителя нанотрубок — российская фирма OCSiAl (портфельная компания РОСНАНО) и японская Zeon. Японцы продают трубки по цене около 10 тысяч за килограмм при ежегодном производстве около тонны. Это сильно ограничивает промышленное применение их продукции. В российской компании утверждают, что им удалось существенно снизить цену продукта — фирма готова запустить установку мощностью 50 тонн нанотрубок в год по цене от 100 до 200 долларов за килограмм. Кстати, OCSiAl — первый в мире производитель одностенных углеродных нанотрубок, прошедший сертификацию в соответствии с регламентом Европейского союза REACH. Это позволит компании ежегодно поставлять до 10 тонн нанотрубок в Европу и значительно расширить их применение в различных отраслях.


Справочно

Коэффициент прочности одностенных углеродных нанотрубок — 50 ГПа, стали — 1 ГПа.

Харрис П. Углеродные нано-трубки: синтез, свойства и применение (Новосибирск, 2016)

Харрис П. Углеродные нано-трубки: синтез, свойства и применение: пер. с англ. — Новосибирск: ИФП СО РАН: Офсет-ТМ, 2016. — 220 с.

ШИФР ОТДЕЛЕНИЯ ГПНТБ СО РАН     Д2017-1439(01)  

Оглавление книги

Предисловие автора к английскому изданию ........................ 5
Предисловие редактора перевода .................................. 6

1  Введение ..................................................... 7
   1.1  Бакминстерфуллерен ...................................... 8
   1.2  Фуллерен-сопутствующие углеродные нанотрубки ............ 9
   1.3  Одностенные и двухстенные нанотрубки ................... 10
   1.4  Углеродные трубки, получаемые каталитическим методом ... 12
   1.5  Кто открыл углеродные нанотрубки? ...................... 12
   1.6  Публикации по нанотрубкам .............................. 14
   1.7  Основное содержание по главам .......................... 15
   Литература .................................................. 16
4  Очистка и способы применения ................................ 18
   4.1  Очистка многостенных нанотрубок ........................ 18
        4.1.1  МУНТ, получаемые испарением в дуговом разряде ... 18
        4.1.2  МУНТ, полученные каталитически .................. 19
   4.2  Очистка одностенных нанотрубок ......................... 20
        4.2.1 Кислотная обработка и окисление .................. 20
        4.2.2  Модификация ..................................... 22
        4.2.3  Физические методики ............................. 22
        4.2.4  Оценка чистоты углеродных нанотрубок ............ 23
   4.3 Применение многослойных нанотрубок ...................... 23
        4.3.1  Подвешивание многослойных нанотрубок и сборка
               чистых МУНТ ..................................... 23
        4.3.2  Упорядочение и монтаж одностенных нанотрубок .... 24
        4.3.3  Чистые МУНТ-волокна ............................. 26
        4.3.4  МУНТ-листы ...................................... 27
        4.3.5  Резка и укорачивание нанотрубок ................. 27
   4.4 Применение одностенных углеродных нанотрубок ............ 28
        4.4.1  Упорядочение и монтаж ОСУНТ ..................... 28
        4.4.2  Распределения чистых ОСУНТ ...................... 30
        4.4.3  ОСУНТ-листы ..................................... 31
        4.4.4  Контроль длины ОСУНТ ............................ 33
   4.5  Разделение металлических и полупроводниковых
        одностенных углеродных нанотрубок ...................... 34
        4.5.1Селективное удаление .............................. 34
        4.5.2 Диэлектрофорез ................................... 34
        4.5.3 Селективная модификация .......................... 35
   4.6 Обсуждение .............................................. 36
   Литература .................................................. 36
5  Структура ................................................... 42
   5.1  Атомные связи в углеродных материалах .................. 42
   5.2  Структура углеродных нанотрубок: теоретический анализ .. 44
        5.2.1  Определение вектора сворачивания углеродной
               нанотрубки ...................................... 44
        5.2.2  Элементарная ячейки нанотрубок .................. 45
        5.2.3  Классификация нанотрубок по симметрии ........... 47
        5.2.4  Дефекты гексагональной решетки .................. 48
        5.2.5  Послойная структура многостенных нанотрубок ..... 50
        5.2.6  Теория крышек нанотрубок ........................ 51
   5.3  Экспериментальные исследования: многостенные
        нанотрубки, полученные в дуговом разряде ............... 54
        5.3.1  Структура слоев: экспериментальные
               исследования .................................... 54
        5.3.2  Электронная дифракция в МУНТ .................... 57
        5.3.3  Форма профиля многостенных нанотрубок ........... 57
        5.3.4  Структура крышек МУНТ ........................... 58
        5.3.5  Коленчатые соединения и развлетвленные
               структуры ....................................... 60
   5.4  Экспериментальные исследования: многостенные
        нанотрубки, полученные каталитически ................... 61
   5.5  Экспериментальные исследования: одностенные
        нанотрубки ............................................. 63
        5.5.1  Общие закономерности ............................ 63
        5.5.2  Электронная дифракция на ОУНТ ................... 64
        5.5.3  Исследования ОУНТ на ПЭМВР ...................... 66
        5.5.4  Сканирующая туннельная спектроскопия ОУНТ ....... 68
   5.6  Дифракция нейтронов .................................... 69
   5.7  Обсуждение всего набора методов ........................ 70
   Литература .................................................. 71
6  Физические свойства I: электронные .......................... 75
   6.1  Электронные свойства графита ........................... 75
   6.2  Электронные свойства нанотрубок: теория ................ 77
        6.2.1  Зонная структура одностенных нанотрубок ......... 77
        6.2.2  Влияние изгибания и взаимодействие трубка-
               трубка .......................................... 80
        6.2.3  Электронный транспорт в нанотрубках ............. 80
        6.2.4  Влияние магнитного поля ......................... 81
   6.3  Электронные свойства нанотрубок: экспериментальные
        результаты ............................................. 83
        6.3.1  Ранние исследования многостенных нанотрубок ..... 83
        6.3.2  Корреляция между электронными свойствами и
               структурой одностенных нанотрубок ............... 84
        6.3.3  Квантовая проводимость .......................... 87
        6.3.4  Электронные свойства нанотрубок в магнитном
               поле ............................................ 90
        6.3.5  Сверхпроводимость ............................... 91
   6.4  Наноэлектронные приборы ................................ 91
        6.4.1 Диоды ............................................ 91
        6.4.2  Полевой транзистор .............................. 92
        6.4.3  Логические схемы ................................ 94
   6.5  Магнитные свойства нанотрубок .......................... 95
   6.6  Полевые эммитеры на основе нанотрубок .................. 96
   6.7  Заключение ............................................. 99
   Литература ................................................. 100
7  Физические свойства II: оптические и тепловые .............. 105
   7.1  Механические свойства углеродных нанотрубок ........... 105
        7.1.1  Теоретические предсказания ..................... 105
        7.1.2  Экспериментальные наблюдения: многостенные
               нанотрубки ..................................... 108
        7.1.3  Экспериментальные результаты: одностенные
               нанотрубки ..................................... 112
   7.2  Оптические свойства углеродных нанотрубок ............. 112
        7.2.1  Спектроскопия оптического поглощения ........... 113
        7.2.2  Флуоресцентная спектроскопия ................... 115
   7.3  Рамановская спектроскопия ............................. 117
   7.4  Тепловые свойства нанотрубок .......................... 120
   7.5  Физическая стабильность нанотрубок .................... 122
   7.6  Обсуждение ............................................ 122
   Литература ................................................. 123
8  Химическое и биологическое взаимодействие с нанорубками .... 128
   8.1  Ковалентная модификация ............................... 128
        8.1.1  Модифицикация концов нанотрубок и их дефектов .. 129
        8.1.2  Модификация боковых стенок ..................... 130
   8.2  Нековалентная модификация ............................. 135
   8.3  Анализ химически-модифицированных нанотрубок .......... 137
   8.4  Биологичекая модификация .............................. 138
        8.4.1  Протеины ....................................... 138
        8.4.2  Нуклеотиды ..................................... 140
   8.5  Токсичность нанотрубок ................................ 142
   8.6  Обсуждение ............................................ 143
   Литература ................................................. 144
11 Зонды и сенсоры ............................................ 150
   11.1 Зонды из нанотрубок для атомно-силовой микроскопии .... 151
        11.1.1 Изготовление зондов из нанотрубок:
               механическая сборка ............................ 151
        11.1.2 Изготовление зондов из нанотрубок:
               выращиванием трубок химическим осаждение из
               газовой фазы (CVD) ............................. 152
        11.1.3 Получение изображения с использованием
               АСМ-зондов ..................................... 153
   11.2 Газовые сенсоры ....................................... 155
   11.3 Биосенсоры ............................................ 157
   11.2 Физические сенсоры .................................... 158
   11.5 Заключение ............................................ 159
   Литература ................................................. 159
Общее заключение .............................................. 162
   Основные моменты по исследованию углеродных нанотрубок ..... 163
   Заключительные мысли ....................................... 166
   Литература ................................................. 166
Приложение .................................................... 168
   Литература по непереведенным главам (2,3,9,10)
   Глава 2 .................................................... 168
   Глава 3 .................................................... 173
   Глава 9 .................................................... 180
   Глава 10 ................................................... 185
Дополнение
   В.М. Ефимов. Современное состояние по применению
   углеродных нанотрубок в наноэлектронике (обзор) ............ 192
Содержание .................................................... 217

В переведенной на русский язык монографии, кардинально переработанной при повторном издании английским физиком Питером Харрисом. подробно рассмотрены вопросы строения, физических свойств, модификации и применения квазиодномерных материалов -углеродных нанотрубок, обладающих уникальными свойствами: сверхпрочностью, высокой проводимостью, теплопроводностью и химической стойкостью.
Для специалистов в области физики, химии и технологии наноэлектроники. а также студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специальностей.

 

Использование нанотрубок: руководство, сертификаты, исследования

Как крупнейший в мире производитель графеновых нанотрубок, компания OCSiAl играет ведущую роль в повышении доступности информации о природе нанотрубок и формировании ответственного отношения при работе с ними. Компания инициирует как собственные, так и внешние независимые испытания и исследования нанотрубок, и уже создала серьезную базу знаний, касающихся морфологии нанотрубок TUBALL и принципов безопасной работы с ними. TUBALL соответствует всем необходимым международным, национальным и региональным нормативным требованиям основных рынков мира, включая Европейский союз и США.

МОРФОЛОГИЯ НАНОТРУБОК TUBALL™

Графеновые нанотрубки TUBALL представляют собой однослойные чрезвычайно тонкие свернутые плоскости графена, длиной более 5 мкм и диаметром 1,6 (±0,4) нм. Они обладают целым рядом исключительных характеристик, таких как превосходная электропроводность, прочность и термо- и химическая стабильность. В отличие от многостенных углеродных нанотрубок, углеродных волокон и некоторых других электропроводящих аддитивов на основе углерода, нанотрубки TUBALL демонстрируют высокую гибкость, а потому обладают целым рядом совершенно отличных от других добавок характеристик с точки зрения обеспечения охраны труда и защиты окружающей среды.

По данным Немецкого федерального института по охране труда и здоровья (BAuA), модуль упругости (или модуль Юнга) одностенных углеродных нанотрубок (SWCNT) примерно в 3 раза выше, чем у многостенных углеродных нанотрубок (MWCNT), а диаметр SWCNT как минимум в 5–10 раз меньше, чем у MWCNT. Поэтому одостенные углеродные нанорубки являются чрезвычайно гибкими по сравнению с жесткими многостенным углеродными нанотрубками с диаметрами в диапазоне 20–30 нм, которые считаются критическими. Эта чрезвычайная гибкость, которая отчетливо видна с помощью просвечивающей электронной микроскопии, вместе с их склонностью к уменьшению поверхностной энергии, позволяет SWCNT самопроизвольно образовывать пучки и агломераты.

Показано, что нанотрубки TUBALL не проявляют жесткости и не образуют вдыхаемые аэрозольные частицы.

По данным Международного агентства по изучению рака (МАИР), одностенные углеродные нанотрубки классифицируются как группа 3, то есть вещества, которые «не поддаются классификации в отношении канцерогенности для человека».

РАБОТА С НАНОТРУБКАМИ TUBALL™

В мае 2018 года OCSiAl провела ряд исследований по измерению воздействия вдыхаемых наночастиц на рабочих местах и экологического риска для сотрудников. Тесты показали, что количество нанотрубок TUBALL, выделившихся в ходе отбора проб для эксплуатационного тестирования, намного ниже рекомендуемого предела, установленного Национальным институтом охраны труда США (NIOSH REL). Средневзвешенная по времени концентрация составляет 1 мкг/м3 за 8 ч (< 5% NIOSH REL). При этом в ходе аналогичного исследования, посвященного работе с концентратами, содержащими TUBALL, выделения нанотрубок не наблюдалось.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ TUBALL™

В наномодифицированных продуктах нанотрубки связаны с матрицей материала, поэтому риск подвергнуться их воздействию отсутствует. В 2017 году ведущая независимая европейская научно-исследовательская организация VITO провела тесты по миграции графеновых нанотрубок TUBALL при различном механическом воздействии, включая резку, сверление и шлифование, на содержащие их материалы. Испытания полимерных образцов, содержащих нанотрубки TUBALL, проводились внутри герметичной камеры. Замеры любых возможных мельчайших частиц, выделяемых в результате эксплуатации материала, проводились с помощью просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ). Результаты испытаний подтвердили, что нанотрубки TUBALL не покидают матрицу материала при его механическом повреждении.

Компания OCSiAl занимает активную и ответственную позицию в области охраны труда и защиты окружающей среды, поэтому сертифицирует нанотрубки TUBALL в соответствии с международными, национальными и региональными стандартами.

РАЗРЕШИТЕЛЬНЫЕ СЕРТИФИКАТЫ

OCSiAl – первая и на данный момент единственная компания, которая получила разрешение на реализацию крупных коммерческих партий графеновых нанотрубок заказчикам в Европе, Северной Америке и на других ключевых глобальных рынках. TUBALL стали первыми графеновыми нанотрубками, зарегистрированными в соответствии с регламентом Европейского Союза REACH («Регистрация, оценка, разрешение и ограничение химических веществ»): в сентябре 2016 года нанотрубки TUBALL были зарегистрированы под номером 01-2120130006-75-0000. В апреле 2020 года обновленная регистрация REACH позволила OCSiAl увеличить разрешенный объем для реализации на территории Европы до 100 тонн нанотрубок TUBALL™ в год.

Нанотрубки TUBALL, как новое химическое вещество, соответствуют стандартам Агентства по охране окружающей среды США. С 2019 года OCSiAl и ее продукты приобрели новый статус в США: на территории этой страны разрешено коммерческое использование нанотрубок TUBALL в промышленных объемах.

В ближайших планах компании – увеличение разрешенного объема реализации графеновых нанотрубок в ряде стран, включая Австралию и Канаду.


Компания продолжает регистрацию TUBALL по всему миру.

СЕРТИФИКАТЫ СООТВЕТСТВИЯ

OCSiAl может по запросу предоставлять различные документы, подтверждающие соответствие нанотрубок TUBALL и любых продуктов, содержащих TUBALL, различным химическим стандартам. Большинство подтверждений действительны в течение короткого периода, в зависимости от обновления правил или конкретных требований отрасли. Среди сертификатов, предоставляемых по запросу: RoHS, SVHC, GADSL, PAH, WGK, Halogen free, VOC, Global chemical inventory и многие другие.

C 2017 года на производственных площадках TUBALL и TUBALL-содержащих продуктов внедрена международная интегрированная система управления качеством, безопасности и экологического менеджмента, которая соответствует стандартам ISO 9001:2015 (Система менеджмента качества), ISO 14001:2015 (Система экологического менеджмента) и ISO 45001:2018 (Система менеджмента безопасности труда и охраны здоровья).

Страница не найдена | Дешевые трубы

В этом месте ничего не было найдено. Попробуйте поискать или просмотрите ссылки ниже.

Искать: Поиск

Новое в магазине

  • Углеродные нанотрубки с одинарными стенками 95

    250,00 долл. США Цитировать или добавить в корзину
  • Шестиугольный нитрид бора на 6-дюймовой медной фольге

    550,00 $ Цитировать или добавить в корзину

Категории продуктов

Категории продуктов

  • Массивы углеродных нанотрубок (2)
  • CVD-графеновые пленки (22)
    • Двухслойные графеновые пленки (1)
    • Монослойные пленки графена на CU (7)
    • Однослойные пленки графена на ПЭТ (3)
    • Монослойные пленки графена на кварце (2)
    • Монослойные пленки графена на SI / SIO2 (6)
    • Однослойные пленки графена на сетках ПЭМ (1)
    • Трехслойный графен (1)
  • Листы с поверхностно-активным веществом Flexiphene (4)
  • Фуллерены (3)
  • Функционализированные углеродные нанотрубки (48)
    • Функционализированные углеродные нанотрубки COOH (21)
    • Углеродные нанотрубки, функционализированные фтором (2)
    • Функционализированные углеродные нанотрубки Nh3 (2)
    • Углеродные нанотрубки, функционализированные азотом (2)
    • Функциональные углеродные нанотрубки O + (2)
    • OH Функционализированные углеродные нанотрубки (19)
  • Нанопластинки графена (8)
  • Оксид графена (6)
  • Графитированные многостенные углеродные нанотрубки (15)
  • Спиральные многостенные углеродные нанотрубки (1)
  • Гексагональный нитрид бора (1)
  • Продукты промышленных углеродных нанотрубок (14)
    • Суперконцентраты углеродных нанотрубок (5)
    • Композитная добавка для проводящих нанотрубок (1)
  • Многостенные углеродные нанотрубки (7)
  • Наночернила (2)
  • Нанопроволока (2)
  • Короткие углеродные нанотрубки (20)
  • Углеродные нанотрубки с одинарными стенками (16)
  • Без категории (0)

Популярные товары

  • Многостенные углеродные нанотрубки 8 нм

    $ 1.50 15,00 $ / за грамм Выбрать опции
  • Углеродные фуллерены C60

    95,00 $ 99,00 $ / за грамм Выбрать опции
  • Многостенные углеродные нанотрубки 30-50 нм

    $ 0,70 10,00 $ / за грамм Выбрать опции
  • Nh3 Функционализированные нанопластинки графена

    0,75 $ 30,00 $ / за грамм Выбрать опции

Страница не найдена | Дешевые трубы

В этом месте ничего не было найдено.Попробуйте поискать или просмотрите ссылки ниже.

Искать: Поиск

Новое в магазине

  • Углеродные нанотрубки с одинарными стенками 95

    250,00 долл. США Цитировать или добавить в корзину
  • Шестиугольный нитрид бора на 6-дюймовой медной фольге

    550,00 $ Цитировать или добавить в корзину

Категории продуктов

Категории продуктов

  • Массивы углеродных нанотрубок (2)
  • CVD-графеновые пленки (22)
    • Двухслойные графеновые пленки (1)
    • Монослойные пленки графена на CU (7)
    • Однослойные пленки графена на ПЭТ (3)
    • Монослойные пленки графена на кварце (2)
    • Монослойные пленки графена на SI / SIO2 (6)
    • Однослойные пленки графена на сетках ПЭМ (1)
    • Трехслойный графен (1)
  • Листы с поверхностно-активным веществом Flexiphene (4)
  • Фуллерены (3)
  • Функционализированные углеродные нанотрубки (48)
    • Функционализированные углеродные нанотрубки COOH (21)
    • Углеродные нанотрубки, функционализированные фтором (2)
    • Функционализированные углеродные нанотрубки Nh3 (2)
    • Углеродные нанотрубки, функционализированные азотом (2)
    • Функциональные углеродные нанотрубки O + (2)
    • OH Функционализированные углеродные нанотрубки (19)
  • Нанопластинки графена (8)
  • Оксид графена (6)
  • Графитированные многостенные углеродные нанотрубки (15)
  • Спиральные многостенные углеродные нанотрубки (1)
  • Гексагональный нитрид бора (1)
  • Продукты промышленных углеродных нанотрубок (14)
    • Суперконцентраты углеродных нанотрубок (5)
    • Композитная добавка для проводящих нанотрубок (1)
  • Многостенные углеродные нанотрубки (7)
  • Наночернила (2)
  • Нанопроволока (2)
  • Короткие углеродные нанотрубки (20)
  • Углеродные нанотрубки с одинарными стенками (16)
  • Без категории (0)

Популярные товары

  • Многостенные углеродные нанотрубки 8 нм

    $ 1.50 15,00 $ / за грамм Выбрать опции
  • Углеродные фуллерены C60

    95,00 $ 99,00 $ / за грамм Выбрать опции
  • Многостенные углеродные нанотрубки 30-50 нм

    $ 0,70 10,00 $ / за грамм Выбрать опции
  • Nh3 Функционализированные нанопластинки графена

    0,75 $ 30,00 $ / за грамм Выбрать опции

Страница не найдена | Дешевые трубы

В этом месте ничего не было найдено.Попробуйте поискать или просмотрите ссылки ниже.

Искать: Поиск

Новое в магазине

  • Углеродные нанотрубки с одинарными стенками 95

    250,00 долл. США Цитировать или добавить в корзину
  • Шестиугольный нитрид бора на 6-дюймовой медной фольге

    550,00 $ Цитировать или добавить в корзину

Категории продуктов

Категории продуктов

  • Массивы углеродных нанотрубок (2)
  • CVD-графеновые пленки (22)
    • Двухслойные графеновые пленки (1)
    • Монослойные пленки графена на CU (7)
    • Однослойные пленки графена на ПЭТ (3)
    • Монослойные пленки графена на кварце (2)
    • Монослойные пленки графена на SI / SIO2 (6)
    • Однослойные пленки графена на сетках ПЭМ (1)
    • Трехслойный графен (1)
  • Листы с поверхностно-активным веществом Flexiphene (4)
  • Фуллерены (3)
  • Функционализированные углеродные нанотрубки (48)
    • Функционализированные углеродные нанотрубки COOH (21)
    • Углеродные нанотрубки, функционализированные фтором (2)
    • Функционализированные углеродные нанотрубки Nh3 (2)
    • Углеродные нанотрубки, функционализированные азотом (2)
    • Функциональные углеродные нанотрубки O + (2)
    • OH Функционализированные углеродные нанотрубки (19)
  • Нанопластинки графена (8)
  • Оксид графена (6)
  • Графитированные многостенные углеродные нанотрубки (15)
  • Спиральные многостенные углеродные нанотрубки (1)
  • Гексагональный нитрид бора (1)
  • Продукты промышленных углеродных нанотрубок (14)
    • Суперконцентраты углеродных нанотрубок (5)
    • Композитная добавка для проводящих нанотрубок (1)
  • Многостенные углеродные нанотрубки (7)
  • Наночернила (2)
  • Нанопроволока (2)
  • Короткие углеродные нанотрубки (20)
  • Углеродные нанотрубки с одинарными стенками (16)
  • Без категории (0)

Популярные товары

  • Многостенные углеродные нанотрубки 8 нм

    $ 1.50 15,00 $ / за грамм Выбрать опции
  • Углеродные фуллерены C60

    95,00 $ 99,00 $ / за грамм Выбрать опции
  • Многостенные углеродные нанотрубки 30-50 нм

    $ 0,70 10,00 $ / за грамм Выбрать опции
  • Nh3 Функционализированные нанопластинки графена

    0,75 $ 30,00 $ / за грамм Выбрать опции

Страница не найдена | Дешевые трубы

В этом месте ничего не было найдено.Попробуйте поискать или просмотрите ссылки ниже.

Искать: Поиск

Новое в магазине

  • Углеродные нанотрубки с одинарными стенками 95

    250,00 долл. США Цитировать или добавить в корзину
  • Шестиугольный нитрид бора на 6-дюймовой медной фольге

    550,00 $ Цитировать или добавить в корзину

Категории продуктов

Категории продуктов

  • Массивы углеродных нанотрубок (2)
  • CVD-графеновые пленки (22)
    • Двухслойные графеновые пленки (1)
    • Монослойные пленки графена на CU (7)
    • Однослойные пленки графена на ПЭТ (3)
    • Монослойные пленки графена на кварце (2)
    • Монослойные пленки графена на SI / SIO2 (6)
    • Однослойные пленки графена на сетках ПЭМ (1)
    • Трехслойный графен (1)
  • Листы с поверхностно-активным веществом Flexiphene (4)
  • Фуллерены (3)
  • Функционализированные углеродные нанотрубки (48)
    • Функционализированные углеродные нанотрубки COOH (21)
    • Углеродные нанотрубки, функционализированные фтором (2)
    • Функционализированные углеродные нанотрубки Nh3 (2)
    • Углеродные нанотрубки, функционализированные азотом (2)
    • Функциональные углеродные нанотрубки O + (2)
    • OH Функционализированные углеродные нанотрубки (19)
  • Нанопластинки графена (8)
  • Оксид графена (6)
  • Графитированные многостенные углеродные нанотрубки (15)
  • Спиральные многостенные углеродные нанотрубки (1)
  • Гексагональный нитрид бора (1)
  • Продукты промышленных углеродных нанотрубок (14)
    • Суперконцентраты углеродных нанотрубок (5)
    • Композитная добавка для проводящих нанотрубок (1)
  • Многостенные углеродные нанотрубки (7)
  • Наночернила (2)
  • Нанопроволока (2)
  • Короткие углеродные нанотрубки (20)
  • Углеродные нанотрубки с одинарными стенками (16)
  • Без категории (0)

Популярные товары

  • Многостенные углеродные нанотрубки 8 нм

    $ 1.50 15,00 $ / за грамм Выбрать опции
  • Углеродные фуллерены C60

    95,00 $ 99,00 $ / за грамм Выбрать опции
  • Многостенные углеродные нанотрубки 30-50 нм

    $ 0,70 10,00 $ / за грамм Выбрать опции
  • Nh3 Функционализированные нанопластинки графена

    0,75 $ 30,00 $ / за грамм Выбрать опции

Сборка и интеграция углеродных нанотрубок для приложений | Письма о наномасштабных исследованиях

  • 1.

    Танака К., Иидзима С. (2014) Углеродные нанотрубки и графен, Второе, 2-е изд. Эльзевир, Амстердам

    Google Scholar

  • 2.

    Дорожная карта IEEE International для устройств и систем: издание 2017 г.

    Google Scholar

  • 3.

    Крото Х.В., Фишер DCJE (1993) Фуллерены: новые горизонты в химии, физике и астрофизике углерода. Издательство Кембриджского университета, Кембридж

  • 4.

    Kroto HW, Heath JR, O’Brien SC и др. (1985) C 60 : Бакминстерфуллерен. Nature 318: 162–163

    CAS Статья Google Scholar

  • 5.

    Фишер Дж., Дай Х., Тесс А. и др. (1997) Удельное сопротивление металлов в кристаллических нитях одностенных углеродных нанотрубок. Phys Rev B 55: R4921 – R4924

    CAS Статья Google Scholar

  • 6.

    Коулман Дж. Н., Хан У., Блау В. Дж., Гунько Ю. К. (2006) Маленький, но сильный: обзор механических свойств композитов углеродные нанотрубки – полимер.Углерод 44: 1624–1652

    CAS Статья Google Scholar

  • 7.

    Martel R, Schmidt T, Shea H et al (1998) Полевые транзисторы с одностенными и многослойными углеродными нанотрубками. Appl Phys Lett 73: 2447–2449

    CAS Статья Google Scholar

  • 8.

    Франк Б., Ринальди А., Блюм Р. и др. (2010) Устойчивость к окислению многослойных углеродных нанотрубок для каталитических применений.Chem Mater 22: 4462–4470

    CAS Статья Google Scholar

  • 9.

    Абдалла С., Аль-Марзуки Ф., Аль-Гамди А.А., Абдель-Дайем А. (2015) Различные технические применения углеродных нанотрубок. Nanoscale Res Lett 10: 1–10

    CAS Статья Google Scholar

  • 10.

    Пейни А., Лоран С., Флао Э. и др. (2001) Удельная поверхность углеродных нанотрубок и пучков углеродных нанотрубок.Углерод 39: 507–514

    CAS Статья Google Scholar

  • 11.

    Ван Х, Ли Кью, Се Дж и др. (2009) Изготовление сверхдлинных и электрически однородных однослойных углеродных нанотрубок на чистых подложках. Nano Lett 9: 3137–3141

    CAS Статья Google Scholar

  • 12.

    Ли Ф., Ченг Х., Бай С. и др. (2000) Прочность на разрыв однослойных углеродных нанотрубок, измеренная непосредственно с их макроскопических нитей.Appl Phys Lett 77: 3161–3163

    CAS Статья Google Scholar

  • 13.

    Демчик Б., Ван И, Камингс Дж. И др. (2002) Прямое механическое измерение прочности на разрыв и модуля упругости многослойных углеродных нанотрубок. Mater Sci Eng A 334: 173–178

    Статья Google Scholar

  • 14.

    Hone J, Llaguno MC, Biercuk MJ et al (2002) Термические свойства углеродных нанотрубок и материалов на их основе.Appl Phys A Mater Sci Process 74: 339–343

    CAS Статья Google Scholar

  • 15.

    Тан З.К., Чжан Л., Ван Н. и др. (2001) Сверхпроводимость в однослойных углеродных нанотрубках 4 ангстрем. Наука 292: 2462–2465

    CAS Статья Google Scholar

  • 16.

    Феррье М., Де Мартино А., Касумов А. и др. (2004) Сверхпроводимость в жгутах углеродных нанотрубок. Solid State Commun 131: 615–623

    CAS Статья Google Scholar

  • 17.

    Colomer J, Henrard L, Lambin P, Van Tendeloo G (2002) Электронная дифракция и микроскопия пучков одностенных углеродных нанотрубок, полученных различными методами. Eur Phys J B 27: 111–118

    CAS Google Scholar

  • 18.

    Chen W, Liu P, Liu Y et al (2018) Температурно-проводящее покрытие посредством послойной сборки функционализированного оксида графена и углеродных нанотрубок для гибкого датчика пламени с регулируемым временем отклика.Chem Eng J 353: 115–125

    CAS Статья Google Scholar

  • 19.

    Lourie O, Wagner HD (1998) Оценка модуля Юнга углеродных нанотрубок с помощью микро-рамановской спектроскопии. J Mater Res 13: 2418–2422

    CAS Статья Google Scholar

  • 20.

    Цянь Д., Вагнер Г.Дж., Лю В.К., Руофф Р.С. (2002) Механика углеродных нанотрубок. Appl Mech Rev 55: 495–533

    Артикул Google Scholar

  • 21.

    Li JQ, Zhang Q, Chen G, Yoon SF, Ahn J, Wang SG, Zhou Q, Wang Q (2002) Теплопроводность многослойных углеродных нанотрубок. Phys Rev B 66 (16): 165440

    Артикул CAS Google Scholar

  • 22.

    Каламкаров А.Л., Георгиадес А.В., Роккам С.К. и др. (2006) Аналитические и численные методы прогнозирования свойств углеродных нанотрубок. Int J Solids Struct 43: 6832–6854

    CAS Статья Google Scholar

  • 23.

    Dresselhaus MS, Dresselhaus G, Eklund PC (1996) Наука о фуллеренах и углеродных нанотрубках. Академик, Сан-Диего

    Google Scholar

  • 24.

    Дюркоп Т., Гетти С.А., Кобас Э., Фюрер М.С. (2004) Чрезвычайная подвижность в полупроводниковых углеродных нанотрубках. Nano Lett 4 (1): 35–39

    Статья CAS Google Scholar

  • 25.

    Lundstrom M, Wang Q, Javey A. et al (2003) Полевые транзисторы с баллистическими углеродными нанотрубками.Nature 424: 654–657

    Статья CAS Google Scholar

  • 26.

    Wei BQ, Vajtai R, Ajayan PM (2001) Надежность и допустимая нагрузка по току углеродных нанотрубок. Appl Phys Lett 79: 1172

    CAS Статья Google Scholar

  • 27.

    Субраманиам К., Ямада Т., Кобаши К. и др. (2013) 100-кратное увеличение пропускной способности по току в композите углеродные нанотрубки-медь.Nat Commun 4: 2202

    Статья CAS Google Scholar

  • 28.

    Сайто Р., Дрессельхаус Г., Дрессельхаус М.С. (1998) Физические свойства углеродных нанотрубок. Imperial College Press, Лондон

    Книга Google Scholar

  • 29.

    Wilder JW, Dekker C, Venema LC, Rinzler AG, Smalley RE (1998) Электронная структура углеродных нанотрубок с атомарным разрешением. Nature 391: 59–62

    Статья Google Scholar

  • 30.

    Ван Р., Пэн Дж, Чжан Х, Ленг С. (2013) Запрещенные зоны и радиусы металлических зигзагообразных одностенных углеродных нанотрубок. Phys B Condens Matter 417: 1–3

    CAS Статья Google Scholar

  • 31.

    Еремина В.А., Образцов П.А., Федотов П.В. и др. (2017) Разделение и оптическая идентификация полупроводниковых и металлических однослойных углеродных нанотрубок: разделение полупроводниковых и металлических ОСУНТ. Phys Status Solidi B 254: 1600659

    Артикул CAS Google Scholar

  • 32.

    Kataura H, Kumazawa Y, Maniwa Y et al (1999) Оптические свойства одностенных углеродных нанотрубок. Synth Met 103: 2555–2558

    CAS Статья Google Scholar

  • 33.

    Сайто Р., Нуграха АРТ, Хасдео Э. Х. и др. (2016) Электронные и оптические свойства одностенных углеродных нанотрубок. Top Curr Chem 375: 7

    Статья CAS Google Scholar

  • 34.

    Аджаян П.М., Терронес М., Де ла Гуардиа А. и др. (2002) Нанотрубки в мгновение ока: зажигание и реконструкция.Наука 296: 705

    CAS Статья Google Scholar

  • 35.

    Tseng SH, Tai NH, Hsu WK et al (2007) Зажигание углеродных нанотрубок с помощью фотовспышки. Углерод 45: 958–964

    CAS Статья Google Scholar

  • 36.

    Вейсман Р., Бачило С. (2003) Зависимость энергий оптических переходов от структуры для однослойных углеродных нанотрубок в водной суспензии: эмпирический график Катауры.Nano Lett 3: 1235–1238

    CAS Статья Google Scholar

  • 37.

    Iakoubovskii K, Saito T, Minami N, Kazaoui S, Ueno T, Miyata Y, Yanagi K, Kataura H, Ohshima S (2006) Картирование фотолюминесценции одностенных и двустенных углеродных нанотрубок с ИК-расширением . J Phys Chem B 110 (35): 17420–11742

    CAS Статья Google Scholar

  • 38.

    Thomsen CRS (2006) Рамановское рассеяние в углеродных нанотрубках.В: Cardona M, Merlin R (eds) Рассеяние света в твердом теле IX. Темы прикладной физики. Springer, Берлин

    Google Scholar

  • 39.

    Баумэн Р.Х., Захидов А.А., de HWA (2002) Углеродные нанотрубки — путь к применению. Наука 297: 787–792

    CAS Статья Google Scholar

  • 40.

    Al-Rub RKA, Ашур А.И., Тайсон Б.М. (2012) О влиянии аспектного отношения армированных многослойных углеродных нанотрубок на механические свойства вяжущих нанокомпозитов.Constr Build Mater 35: 647–655

    Статья Google Scholar

  • 41.

    Schönenberger C, Bachtold A, Strunk C et al (1999) Интерференция и взаимодействие в многостенных углеродных нанотрубках. Appl Phys A Mater Sci Process 69: 283–295

    Статья Google Scholar

  • 42.

    Purewal M, Hong B, Ravi A et al (2007) Масштабирование сопротивления и длины свободного пробега электронов однослойных углеродных нанотрубок.Phys Rev Lett 98: 186808

    Статья CAS Google Scholar

  • 43.

    Лекава-Раус А., Патмор Дж., Курзепа Л. и др. (2014) Электрические свойства волокон на основе углеродных нанотрубок и их будущее использование в электропроводке. Adv Funct Mater 24: 3661–3682

    CAS Статья Google Scholar

  • 44.

    Чжан К., Хуанг Дж., Цянь В. и др. (2013) Путь для индустрии наноматериалов: обзор производства углеродных k-нанотрубок, последующей обработки и массовых применений для композитов и накопления энергии.Малый 9: 1237–1265

    CAS Статья Google Scholar

  • 45.

    McEuen PL (1998) Нанотехнология, углеродная электроника. Nature 393: 15–17

    CAS Статья Google Scholar

  • 46.

    Kazmierski T, Zhou D, Al-Hashimi B, Ashburn P (2010) Численное моделирование транзисторов CNT с баллистическими и небаллистическими эффектами для моделирования схем. IEEE Trans Nanotechnol 9: 99–107

    Статья Google Scholar

  • 47.

    Teo K, Milne W, Hasko D, Yang M (2005) Диод Шоттки из углеродных нанотрубок и зависимый от направления полевой транзистор с использованием асимметричных контактов. Appl Phys Lett 87: 253116

    Статья CAS Google Scholar

  • 48.

    Dekker C, Tans SJ, Verschueren ARM (1998) Транзистор для комнатной температуры на основе одной углеродной нанотрубки. Nature 393: 49–52

    Статья CAS Google Scholar

  • 49.

    Chiu W-C, Tsui B-Y (2014) Высокая производительность CNT-соединений благодаря многослойной структуре. Microelectron Reliab 54: 778–784

    CAS Статья Google Scholar

  • 50.

    Ли Х., Лю В., Касселл А.М. и др. (2013) Длинные горизонтальные пучки углеродных нанотрубок с низким удельным сопротивлением для межсоединений — часть I: разработка процесса. IEEE Trans Electron Devices 60: 2862–2869

    CAS Статья Google Scholar

  • 51.

    Cobas ED, Anlage SM, Fuhrer MS (2011) Микроволновые выпрямители с диодом Шоттки с одноуглеродными нанотрубками. IEEE Trans Microwave Theory Tech 59: 2726–2732

    CAS Статья Google Scholar

  • 52.

    Li L, Zhou Y, Yang H, Zhou D, Zhou Y (2014) Прогресс в применении УНТ в литий-ионных батареях. J Nanomater 2014: 1–8

    Google Scholar

  • 53.

    Мэтью РПР, Гантер Кори Дж., Кресс Роберта Д. и др. (2009) Углеродные нанотрубки для литий-ионных батарей.Energy Environ Sci 6: 638–654

    Google Scholar

  • 54.

    Froudakis GE (2011) Хранение водорода в нанотрубках и наноструктурах. Mater Today 14: 324–328

    CAS Статья Google Scholar

  • 55.

    Запороцкова И.В., Борознина Н.П., Пархоменко Ю.Н., Кожитов Л.В. (2016) Углеродные нанотрубки: сенсорные свойства. Обзор. Mod Electron Mater 2: 95–105

    Статья Google Scholar

  • 56.

    Fu W, Liu L, Jiang K et al (2010) Пленки из сверхвыровненных углеродных нанотрубок в качестве выравнивающих слоев и прозрачных электродов для жидкокристаллических дисплеев. Углерод 48: 1876–1879

    CAS Статья Google Scholar

  • 57.

    Чандрасекхар П. (2018) Применение УНТ в дисплеях и прозрачных, проводящих пленках, прозрачных проводящих пленках, применениях УНТ в / подложках. В: Проводящие полимеры, основы и приложения: включая углеродные нанотрубки и графен.Springer International Publishing, Cham, стр. 73–75

    Google Scholar

  • 58.

    Li Y, Wang S, Wang Q, Xing M (2018) Улучшение свойств разрушения полимерных композитов, армированных углеродными нанотрубками: исследование молекулярной динамики. Углерод 129: 504–509

    CAS Статья Google Scholar

  • 59.

    Nguyen-Tran H-D, Yum YJ, Hoang V-T, Do V-T, Chun D-M (2018) Влияние многослойных углеродных нанотрубок на механические свойства композитов полиамид-6 / полипропилен, армированных углеродным волокном, для легких автомобильных деталей.Материалы 11 (3): 429

    Артикул CAS Google Scholar

  • 60.

    Ji X, Chen D, Wang Q et al (2018) Синергетическое влияние антипиренов и углеродных нанотрубок на огнезащитные и электромагнитные свойства термопластичного полиуретана. Compos Sci Technol 163: 49–55

    CAS Статья Google Scholar

  • 61.

    Ма В., Лю Л., Чжан Зи и др. (2009) Высокопрочные композитные волокна: реализация истинного потенциала углеродных нанотрубок в полимерной матрице благодаря непрерывной сетчатой ​​архитектуре и связям на молекулярном уровне.Nano Lett 9: 2855–2861

    CAS Статья Google Scholar

  • 62.

    Chou T-W, Gao L, Thostenson ET et al (2010) Оценка науки и технологий волокон и композитов на основе углеродных нанотрубок. Compos Sci Technol 70: 1–19

    CAS Статья Google Scholar

  • 63.

    Чжан М., Ван В., Ву Ф и др. (2017) Магнитные и флуоресцентные углеродные нанотрубки для двухмодальной визуализации, фототермической и химиотерапии раковых клеток у живых мышей.Углерод 123: 70–83

    CAS Статья Google Scholar

  • 64.

    Абреу Б., Ламас Б., Фонсека А. и др. (2014) Экспериментальная характеристика конвективного теплообмена с наножидкостями на основе МУНТ в условиях ламинарного потока. Тепломассопередача 50: 65–74

    CAS Статья Google Scholar

  • 65.

    Jiang H-L, Lin Y-L, Li N et al (2018) Применение магнитных углеродных нанотрубок с примесью азота для твердофазной экстракции следов бисфенолов из фруктовых соков.Food Chem 269: 413–418

    CAS Статья Google Scholar

  • 66.

    Портной М.Э., Кибис О.В., да Коста М.Р. (2008) Терагерцовые применения углеродных нанотрубок. Сверхрешетка Microst 43: 399–407

    CAS Статья Google Scholar

  • 67.

    да Коста М.Р., Кибис О.В., Портной М.Е. (2009) Углеродные нанотрубки как основа для терагерцовых излучателей и детекторов. Microelectron J 40: 776–778

    Артикул CAS Google Scholar

  • 68.

    Hartmann RR, Kono J, Portnoi ME (2014) Терагерцовая наука и технология углеродных наноматериалов. Нанотехнологии 25: 322001

    CAS Статья Google Scholar

  • 69.

    Бхатиа Р., Удджайн С.К. (2017) Растворимые однослойные углеродные нанотрубки для фотовольтаики. Mater Lett 190: 165–168

    CAS Статья Google Scholar

  • 70.

    Chen H, Lou J, Xi N, Bo S, Chen L, Lai KWC (2011) Инфракрасная визуализация с использованием детектора на основе углеродных нанотрубок.Proc SPIE 8058: 80580N – 80580N-9

    Артикул CAS Google Scholar

  • 71.

    Хлобыстов А.Н. (2011) Углеродные нанотрубки: от нанопробирки до нанореактора. ACS Nano 5: 9306–9312

    CAS Статья Google Scholar

  • 72.

    Партанен Л., Мурдачаев Г., Лаасонен К. (2018) Кинетические барьеры реакции выделения кислорода на углеродных нанотрубках, легированных азотом. J Phys Chem C 122: 12892–12899

    CAS Статья Google Scholar

  • 73.

    Wu J, Xue Y, Yan X et al (2012) Нанокристаллы Co3O4 на однослойных углеродных нанотрубках как высокоэффективный катализатор выделения кислорода. Nano Res 5: 521–530

    CAS Статья Google Scholar

  • 74.

    Тома Ф., Сарторель А., Юрло М. и др. (2011) Специальная функционализация углеродных нанотрубок для электрокаталитического расщепления воды и устойчивой энергетики. ChemSusChem 4: 1447–1451

    CAS Статья Google Scholar

  • 75.

    Man I, Su H, Calle-Vallejo F et al (2011) Универсальность электрокатализа выделения кислорода на оксидных поверхностях. ChemCatChem 3: 1159–1165

    CAS Статья Google Scholar

  • 76.

    Gong K, Du F, Xia Z et al (2009) Массивы углеродных нанотрубок, легированных азотом, с высокой электрокаталитической активностью для восстановления кислорода. Наука 323: 760–764

    CAS Статья Google Scholar

  • 77.

    Чжао Ю., Накамура Р., Камия К. и др. (2013) Углеродные наноматериалы, легированные азотом, как неметаллические электрокатализаторы для окисления воды. Nat Commun 4: 2390

    Статья Google Scholar

  • 78.

    Иидзима С. (1991) Спиральные микротрубочки графитового углерода. Nature 354: 56–58

    CAS Статья Google Scholar

  • 79.

    Ando Y, Zhao X, Sugai T, Kumar M (2004) Выращивание углеродных нанотрубок.Mater Today 7: 22–29

    CAS Статья Google Scholar

  • 80.

    Аджаян П.М., Эббесен Т.В. (1992) Крупномасштабный синтез углеродных нанотрубок. Nature 358: 220–222

    Статья Google Scholar

  • 81.

    Savoy R, de VMS, Klang CH et al (1993) Катализируемый кобальтом рост углеродных нанотрубок с одноатомными слоями стенок. Nature 363: 605–607

    Статья Google Scholar

  • 82.

    Ichihashi T, Iijima S (1993) Однослойные углеродные нанотрубки диаметром 1 нм. Nature 363: 603–605

    Статья Google Scholar

  • 83.

    Ма Дж., Ван Дж. Н., Цай С. Дж. И др. (2010) Диаметр однослойных углеродных нанотрубок (ОСУНТ) и связанные с ними нанохимия и нанобиология. Front Mater Sci China 4: 17–28

    Статья Google Scholar

  • 84.

    Хенли С., Ангита Дж., Сильва С. (2012) Синтез углеродных нанотрубок.Спрингер, Нидерланды

    Google Scholar

  • 85.

    Гуо Т., Николев П., Тесс А. и др. (1995) Каталитический рост однослойных нанотрубок с помощью лазерного испарения. Chem Phys Lett 243: 49–54

    CAS Статья Google Scholar

  • 86.

    Гуо Т., Николев П., Ринзлер А. и др. (1995) Самосборка трубчатых фуллеренов. J Phys Chem 99: 10694–10697

    CAS Статья Google Scholar

  • 87.

    Thess A, Lee R, Nikolaev P et al (1996) Кристаллические нити металлических углеродных нанотрубок. Наука 273: 483–487

    CAS Статья Google Scholar

  • 88.

    Хафнер Дж. Х., Брониковски М. Дж., Азамян Б. Р. и др. (1998) Каталитический рост одностенных углеродных нанотрубок из металлических частиц. Chem Phys Lett 296: 195–202

    CAS Статья Google Scholar

  • 89.

    Лебедкин С., Швейс П., Ренкер Б. и др. (2002) Одностенные углеродные нанотрубки диаметром около 6 нм, полученные с помощью лазерного испарения.Углерод 40: 417–423

    CAS Статья Google Scholar

  • 90.

    Dupuis A-C (2005) Катализатор в CCVD углеродных нанотрубок — обзор. Prog Mater Sci 50: 929–961

    CAS Статья Google Scholar

  • 91.

    Варшней Д., Вайнер Б. Р., Морелл Г. (2010) Исследование роста и полевой эмиссии монолитного композита углеродные нанотрубки / алмаз. Углерод 48: 3353–3358

    CAS Статья Google Scholar

  • 92.

    Wang H, Yuan Y, Wei L et al (2015) Катализаторы для селективного по хиральности синтеза однослойных углеродных нанотрубок. Углерод 81: 1–19

    CAS Статья Google Scholar

  • 93.

    Мойсала А., Насибулин А.Г., Кауппинен Е.И. (2003) Роль металлических наночастиц в каталитическом производстве однослойных углеродных нанотрубок — обзор. J Phys Condens Matter 15: S3011 – S3035

    CAS Статья Google Scholar

  • 94.

    Jourdain V, Bichara C (2013) Текущее понимание роста углеродных нанотрубок при каталитическом химическом осаждении из паровой фазы. Углерод 58: 2–39

    CAS Статья Google Scholar

  • 95.

    Вагнер Р.С., Эллис В.К. (1964) Механизм роста монокристаллов пар-жидкость-твердое тело. Appl Phys Lett 4: 89–90

    CAS Статья Google Scholar

  • 96.

    Рюммели М.Х., Бахматюк А., Бёррнерт Ф. и др. (2011) Синтез углеродных нанотрубок с частицами катализатора и без них.Nanoscale Res Lett 6: 1–9

    Статья Google Scholar

  • 97.

    Лу Дж., Мяо Дж. (2012) Механизм роста углеродных нанотрубок: модель нано-Чохральского. Nanoscale Res Lett 7: 1–5

    Статья Google Scholar

  • 98.

    Дай Х., Ринзлер А.Г., Николаев П. и др. (1996) Одностенные нанотрубки, полученные путем катализируемого металлами диспропорционирования монооксида углерода. Chem Phys Lett 260: 471–475

    CAS Статья Google Scholar

  • 99.

    Хосе-Якаман М., Мики-Йошида М., Рендон Л., Сантиестебан Дж. Г. (1993) Каталитический рост углеродных микротрубочек с фуллереновой структурой. Appl Phys Lett 62: 202–204

    CAS Статья Google Scholar

  • 100.

    Кумар М., Андо Ю. (2010) Химическое осаждение из газовой фазы углеродных нанотрубок: обзор механизма роста и массового производства. J Nanosci Nanotechnol 10: 3739–3758

    CAS Статья Google Scholar

  • 101.

    Азам М.А., Manaf NSA, Talib E, Bistamam MSA (2013) Выровненные углеродные нанотрубки из метода каталитического химического осаждения из паровой фазы для устройства хранения энергии: обзор. Ионика 19: 1455–1476

    CAS Статья Google Scholar

  • 102.

    Kong J, Cassell AM, Dai H (1998) Химическое осаждение метана из паровой фазы для однослойных углеродных нанотрубок. Chem Phys Lett 292: 567–574

    CAS Статья Google Scholar

  • 103.

    Kunadian I, Andrews R, Qian D, Pinar Mengüç M (2009) Кинетика роста MWCNT, синтезированных методом CVD с непрерывной подачей. Углерод 47: 384–395

    CAS Статья Google Scholar

  • 104.

    Морян Р.Э., Нерушев О.А., Свенингссон М., Ромунд Ф. и др. (2004) Рост углеродных нанотрубок из C60. Appl Phys A 78: 253–261

    CAS Статья Google Scholar

  • 105.

    Cheung C, Kurtz A, Park H, Lieber C (2002) Синтез углеродных нанотрубок с контролируемым диаметром. J Phys Chem B 106: 2429–2433

    CAS Статья Google Scholar

  • 106.

    Зайдель Р., Дюсберг Г., Унгер Э. и др. (2004) Рост однослойных углеродных нанотрубок путем химического осаждения из паровой фазы при 600 ° C и простая модель роста. J Phys Chem B 108: 1888–1893

    CAS Статья Google Scholar

  • 107.

    Виллемс И., Конья З., Коломер Дж. И др. (2000) Контроль внешнего диаметра тонких углеродных нанотрубок, синтезированных каталитическим разложением углеводородов. Chem Phys Lett 317: 71–76

    CAS Статья Google Scholar

  • 108.

    Pint C, Pheasant S, Pasquali M et al (2008) Синтез углеродных нанотрубок с высоким коэффициентом формы «летающих ковров» из наноструктурированных чешуйчатых субстратов. Nano Lett 8: 1879–1883 ​​

    CAS Статья Google Scholar

  • 109.

    Li WZ, Wen JG, Ren ZF (2002) Влияние температуры на рост и структуру углеродных нанотрубок путем химического осаждения из газовой фазы. Appl Phys A 74: 397–402

    CAS Статья Google Scholar

  • 110.

    Лю Б., Ву Ф, Гуй Х и др. (2017) Синтез с контролем хиральности и применение одностенных углеродных нанотрубок. ACS Nano 11: 31–53

    CAS Статья Google Scholar

  • 111.

    Omachi H, Segawa Y, Itami K (2012) Синтез циклопарафениленов и родственных углеродных нанокольцов: шаг к контролируемому синтезу углеродных нанотрубок. Acc Chem Res 45: 1378–1389

    CAS Статья Google Scholar

  • 112.

    Аренал Р., Лотман П., Пичер М. и др. (2012) Прямое свидетельство сохранения атомной структуры вдоль сверхдлинных углеродных нанотрубок. J Phys Chem C 116: 14103–14107

    CAS Статья Google Scholar

  • 113.

    Li Y, Манн Д., Роланди М. и др. (2004) Предпочтительный рост полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок с помощью метода плазменного химического осаждения из паровой фазы. Nano Lett 4: 317–321

    CAS Статья Google Scholar

  • 114.

    Динг Л., Целев А., Ван Дж и др. (2009) Селективный рост хорошо ориентированных полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок. Nano Lett 9: 800–805

    CAS Статья Google Scholar

  • 115.

    Wong E, Bronikowski M, Hoenk M. et al (2005) Субмикронное формирование монослоев наночастиц железа для роста углеродных нанотрубок. Chem Mater 17: 237–241

    CAS Статья Google Scholar

  • 116.

    Smalley R, Li Y, Moore V et al (2006) Амплификация одностенных углеродных нанотрубок: на пути к механизму роста, зависящему от типа. J Am Chem Soc 128: 15824–15829

    CAS Статья Google Scholar

  • 117.

    Такаги Д., Хибино Х, Сузуки С. и др. (2007) Рост углеродных нанотрубок из полупроводниковых наночастиц. Nano Lett 7: 2272–2275

    CAS Статья Google Scholar

  • 118.

    Яо Й, Фэн Ц., Чжан Дж, Лю З. (2009) «Клонирование» однослойных углеродных нанотрубок с помощью механизма роста с открытым концом. Nano Lett 9: 1673–1677

    CAS Статья Google Scholar

  • 119.

    Бачило С., Бальзано Л., Эррера Дж и др. (2003) Узкое (n, m) -распределение однослойных углеродных нанотрубок, выращенных с использованием твердого катализатора на носителе.J Am Chem Soc 125: 11186–11187

    CAS Статья Google Scholar

  • 120.

    Хе М., Цзян Х., Лю Б. и др. (2013) Хирально-селективный рост однослойных углеродных нанотрубок на эпитаксиальных наночастицах кобальта с несогласованной решеткой. Sci Rep 3: 1460

    Статья CAS Google Scholar

  • 121.

    Fouquet M, Bayer BC, Esconjauregui S et al (2012) Рост однослойных углеродных нанотрубок с высокой хиральной селективностью с помощью простого монометаллического сокатализатора.Phys Rev B 85:23

    Статья CAS Google Scholar

  • 122.

    Лю Б., Рен В., Ли С. и др. (2012) Высокотемпературный селективный рост однослойных углеродных нанотрубок с узким распределением хиральности из биметаллического катализатора CoPt. Chem Commun 48: 2409–2411

    CAS Статья Google Scholar

  • 123.

    Ван Х., Ван Б., Квек Х и др. (2010) Селективный синтез (9,8) однослойных углеродных нанотрубок на катализаторах TUD-1, содержащих кобальт.J Am Chem Soc 132: 16747–16749

    CAS Статья Google Scholar

  • 124.

    Ян Ф., Ван Х, Чжан Д. и др. (2014) Рост однослойных углеродных нанотрубок на твердосплавных катализаторах с учетом хиральности. Nature 510: 522

    CAS Статья Google Scholar

  • 125.

    Сакураи С., Ямада М., Сакураи Х и др. (2016) Феноменологическая модель селективного роста полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок на основе дезактивации катализатора.Наномасштаб 8: 1015–1023

    CAS Статья Google Scholar

  • 126.

    Омачи Х., Накаяма Т., Такахаши Э. и др. (2013) Инициирование роста углеродных нанотрубок четко определенными углеродными нанокольцами. Nat Chem 5: 572–576

    CAS Статья Google Scholar

  • 127.

    Scott L, Jackson E, Zhang Q et al (2012) Короткая, жесткая, структурно чистая углеродная нанотрубка путем пошагового химического синтеза.J Am Chem Soc 134: 107–110

    CAS Статья Google Scholar

  • 128.

    Zhang F, Hou P-X, Liu C, Cheng H-M (2016) Эпитаксиальный рост одностенных углеродных нанотрубок. Углерод 102: 181–197

    CAS Статья Google Scholar

  • 129.

    Yu X, Zhang J, Choi W et al (2010) Инженерия формирования крышки: от открытого C 60 к однослойным углеродным нанотрубкам.Nano Lett 10: 3343

    CAS Статья Google Scholar

  • 130.

    Лю Б., Лю Дж, Ли Х и др. (2015) Практически эксклюзивный рост полупроводниковых одностенных углеродных нанотрубок малого диаметра из синтетических концевых молекул в органической химии. Nano Lett 15: 586–595

    CAS Статья Google Scholar

  • 131.

    Санчес-Валенсия Дж., Динел Т., Гронинг О. и др. (2014) Контролируемый синтез углеродных нанотрубок с однохиральной структурой.Природа 512: 61

    CAS Статья Google Scholar

  • 132.

    Хароз Э. Х., Дуке Дж., Баррос Э. Б. и др. (2015) Асимметричные профили возбуждения в резонансном рамановском отклике углеродных нанотрубок кресла. Phys Rev B 91: 205446

    Артикул CAS Google Scholar

  • 133.

    Ту Х, Уокер А., Хрипин С., Чжэн М. (2011) Эволюция последовательностей ДНК в направлении распознавания углеродных нанотрубок с металлическим креслом.J Am Chem Soc 133: 12998–13001

    CAS Статья Google Scholar

  • 134.

    Халилов Ю., Богертс А., Нейтс Э. (2015) Моделирование зарождения углеродных нанотрубок из предшественников углеводородов на атомном уровне. Nat Commun 6: 10306

  • 135.

    Хата К., Футаба Д. Н., Мизуно К. и др. (2004) Высокоэффективный синтез без примесей однослойных углеродных нанотрубок с использованием воды. Science 306: 1362–1364

    CAS Статья Google Scholar

  • 136.

    Li-Pook-Than A, Finnie P (2015) Наблюдение за избирательным травлением металлического типа однослойных углеродных нанотрубок с помощью двухлазерной рамановской спектроскопии in situ в реальном времени. Углерод 89: 232–241

    CAS Статья Google Scholar

  • 137.

    Yu B, Liu C, Hou P, Tian Y, Li S, Liu B, Li F et al (2011) Объемный синтез полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок большого диаметра с помощью химического пара с плавающим катализатором с добавлением кислорода осаждение.J Am Chem Soc 133: 5232–5235

    CAS Статья Google Scholar

  • 138.

    Zhang F, Hou P, Liu C et al (2016) Рост полупроводниковых одностенных углеродных нанотрубок с узкой запрещенной зоной. Nat Commun 7: 11160

    CAS Статья Google Scholar

  • 139.

    Zhang G, Qi P, Wang X et al (2006) Селективное травление металлических углеродных нанотрубок с помощью газофазной реакции.Наука 314: 974–977

    CAS Статья Google Scholar

  • 140.

    Li J, Ke C, Liu K et al (2014) Важность контроля диаметра при селективном синтезе полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок. ACS Nano 8: 8564–8572

    CAS Статья Google Scholar

  • 141.

    Zhu YT, Zhang J, Liu Z et al (2007) Температурно-опосредованный рост внутримолекулярных переходов между одностенными углеродными нанотрубками.Nat Mater 6: 283–286

    Статья CAS Google Scholar

  • 142.

    Тиан Й., Тиммерманс М.Ю., Кауппинен Э.И. и др. (2011) Настройка диаметра однослойных углеродных нанотрубок для оптических приложений. Nano Res 4: 807–815

    CAS Статья Google Scholar

  • 143.

    Синнотт С.Б., Эндрюс Р., Цянь Д. и др. (1999) Модель роста углеродных нанотрубок посредством химического осаждения из паровой фазы.Chem Phys Lett 315: 25–30

    CAS Статья Google Scholar

  • 144.

    Дуррер Л., Гринвальд Дж., Хелблинг Т. и др. (2009) Сужение распределения диаметров ОСНТ с использованием Fe-катализаторов на основе ферритина с разделением по размерам. Нанотехнологии 20: 355601

    Статья CAS Google Scholar

  • 145.

    Song W, Jeon C, Kim Y et al (2010) Синтез полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок с контролируемой шириной запрещенной зоны.ACS Nano 4: 1012–1018

    CAS Статья Google Scholar

  • 146.

    Fort E, Scott L (2011) Углеродные нанотрубки из коротких углеводородных шаблонов. Энергетический анализ стратегии роста циклоприсоединения / реоматизации Дильса-Ольхи. J Mater Chem 21: 1373–1381

    CAS Статья Google Scholar

  • 147.

    Jasti R, Bertozzi CR (2010) Прогресс и проблемы восходящего синтеза углеродных нанотрубок с дискретной хиральностью.Chem Phys Lett 494: 1–7

    CAS Статья Google Scholar

  • 148.

    Li H, Page A, Irle S, Morokuma K (2012) Рост однослойных углеродных нанотрубок из хиральных углеродных нанокольцов: предсказание влияния хиральности и диаметра на скорость роста. J Am Chem Soc 134: 15887–15896

    CAS Статья Google Scholar

  • 149.

    Thostenson ET, Ren Z, Chou T-W (2001) Достижения науки и технологии углеродных нанотрубок и их композитов: обзор.Compos Sci Technol 61: 1899–1912

    CAS Статья Google Scholar

  • 150.

    Javey A, Dai H (2005) Регулярные массивы металлических наночастиц размером 2 нм для детерминированного синтеза наноматериалов. J Am Chem Soc 127: 11942–11943

    CAS Статья Google Scholar

  • 151.

    He D, Bozlar M, Genestoux M, Bai J (2010) Зависимая от диаметра и длины самоорганизация многослойных углеродных нанотрубок на сферических микрочастицах оксида алюминия.Углерод 48: 1159–1170

    CAS Статья Google Scholar

  • 152.

    Li Y, Ma C, Kang J et al (2017) Получение многостенных углеродных нанотрубок с контролируемым диаметром с помощью улучшенного метода химического осаждения из паровой фазы с плавающим катализатором. Carbon 124: 726

    Артикул Google Scholar

  • 153.

    Venkatesan S, Visvalingam B, Mannathusamy G et al (2018) Влияние параметров химического осаждения из паровой фазы на диаметр многослойных углеродных нанотрубок.Int Nano Lett 8: 297–308

    CAS Статья Google Scholar

  • 154.

    Ren ZF, Huang ZP, Xu JW et al (1998) Синтез больших массивов хорошо выровненных углеродных нанотрубок на стекле. Наука 282: 1105–1107

    CAS Статья Google Scholar

  • 155.

    Palm T, Thylén L (1992) Анализ электронно-волнового переключателя Y-ветви. Appl Phys Lett 60: 237–239

    Статья Google Scholar

  • 156.

    Daraio C, Jin S, Bandaru PR, Rao AM (2005) Новое поведение и логика электрического переключения в Y-переходах углеродных нанотрубок. Nat Mater 4: 663–666

    Статья CAS Google Scholar

  • 157.

    Солтман Д., Ван Д., Сюй Дж и др. (2005) Дифференциальное усиление тока в устройствах с углеродными нанотрубками с трехполюсным Y-переходом. Appl Phys Lett 87: 123504

    Статья CAS Google Scholar

  • 158.

    Андриотис А.Н., Менон М., Шривастава Д., Чернозатонский Л. (2001) Ректификационные свойства углеродных нанотрубок «Y-переходы». Phys Rev Lett 87: 066802

    CAS Статья Google Scholar

  • 159.

    Пападопулос К., Ракитин А., Ли Дж. И др. (2000) Электронный транспорт в углеродных нанотрубках с Y-переходом. Phys Rev Lett 85: 3476–3479

    CAS Статья Google Scholar

  • 160.

    Li J, Papadopoulos C, Xu J (1999) Выращивание углеродных нанотрубок с Y-переходом. Nature 402: 253–254

    CAS Статья Google Scholar

  • 161.

    Gothard N, Daraio C, Gaillard J et al (2004) Контролируемый рост нанотрубок с Y-переходом с использованием катализатора из паров, легированных титаном. Nano Lett 4: 213–217

    CAS Статья Google Scholar

  • 162.

    Терронес М., Банхарт Ф., Гроберт Н. и др. (2002) Молекулярные соединения путем соединения однослойных углеродных нанотрубок.Phys Rev Lett 89: 075505

    CAS Статья Google Scholar

  • 163.

    Banhart F (2001) Образование связи между углеродными нанотрубками в электронном пучке. Nano Lett 1: 329–332

    CAS Статья Google Scholar

  • 164.

    Jang M, Kim S, Jeong H, Ju S-Y (2016) Аффинно-опосредованное изменение порядка сортировки однослойных углеродных нанотрубок при ультрацентрифугировании в градиенте плотности.Нанотехнологии 27: 41LT01

    Статья CAS Google Scholar

  • 165.

    Никитский И., Чернов А., Образцова Е. (2012) Сортировка углеродных нанотрубок методом ультрацентрифугирования в градиенте плотности. J Nanoelectron Optoelectron 7: 46–49

    CAS Статья Google Scholar

  • 166.

    Арнольд М., Грин А., Хулват Дж и др. (2006) Сортировка углеродных нанотрубок по электронной структуре с использованием дифференцирования плотности.Nat Nanotechnol 1: 60–65

    CAS Статья Google Scholar

  • 167.

    Brakke MK, Daly JM (1965) Центрифугирование в градиенте плотности: неидеальное осаждение и взаимодействие основных и второстепенных компонентов. Наука 148: 387–389

    CAS Статья Google Scholar

  • 168.

    Bonaccorso F, Hasan T, Tan PH et al (2010) Ультрацентрифугирование нанотрубок в градиенте плотности: взаимодействие связывания и инкапсуляции поверхностно-активных веществ.J Phys Chem C 114: 17267–17285

    CAS Статья Google Scholar

  • 169.

    Чжэн М., Ту Х, Ягота А., Манохар С. (2009) Мотивы последовательности ДНК для структурно-специфического распознавания и разделения углеродных нанотрубок. Nature 460: 250–253

    Статья CAS Google Scholar

  • 170.

    Чжэн М. (2017) Сортировка углеродных нанотрубок. Top Curr Chem 375: 13

    Статья CAS Google Scholar

  • 171.

    Люстиг С.Р., Ягота А., Хрипин С. и др. (2005) Теория разделения углеродных нанотрубок на основе структуры с помощью ионообменной хроматографии гибридов ДНК / УНТ. J Phys Chem B 109 (7): 2559–2566

    CAS Статья Google Scholar

  • 172.

    Яхья И., Бонаккорсо Ф., Клоуз С.К. и др. (2015) Зависимое от температуры разделение металлических и полупроводниковых углеродных нанотрубок с использованием гель-агарозной хроматографии. Углерод 93: 574–594

    CAS Статья Google Scholar

  • 173.

    Лю Х., Танака Т., Катаура Х. (2014) Оптическое разделение изомеров однохиральных углеродных нанотрубок с использованием гель-колоночной хроматографии. Nano Lett 14: 6237–6243

    CAS Статья Google Scholar

  • 174.

    Сильвера-Батиста К., Скотт Д., МакЛеод С., Зиглер К. (2011) Механистическое исследование селективного удержания одностенных углеродных нанотрубок, суспендированных в SDS, на агарозных гелях. J Phys Chem C 115: 9361–9369

    CAS Статья Google Scholar

  • 175.

    Moshammer K, Hennrich F, Kappes M (2009) Селективная суспензия в водном додецилсульфате натрия в соответствии с типом электронной структуры позволяет просто отделить металлические от полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок. Nano Res 2: 599–606

    CAS Статья Google Scholar

  • 176.

    Лю Х., Нишиде Д., Танака Т., Катаура Х (2011) Крупномасштабное однократное разделение одностенных углеродных нанотрубок с помощью простой гель-хроматографии.Nat Commun 2: 309

    Статья CAS Google Scholar

  • 177.

    Цуй Дж, Ян Д., Цзэн Х и др. (2017) Недавний прогресс в разделении структур одностенных углеродных нанотрубок. Нанотехнологии 28: 452001

    Статья CAS Google Scholar

  • 178.

    Ян З., Ян Б., Чжао З и др. (2014) Сборка углеродных нанотрубок с помощью диэлектрофореза: понимание диэлектрофорезных взаимодействий нанотрубка-нанотрубка.Physica E 56: 117–122

    CAS Статья Google Scholar

  • 179.

    Якубовский К. (2009) Методы выравнивания углеродных нанотрубок. Открытый Phys 7: 645–653

    Google Scholar

  • 180.

    Ямамото К., Акита С., Накаяма Ю. (1998) Ориентация и очистка углеродных нанотрубок с помощью электрофореза на переменном токе. J Phys D Appl Phys 31: L34

    CAS Статья Google Scholar

  • 181.

    Крупке Р., Хеннрих Ф, Лёнейсен Х. В., Каппес М. М. (2003) Разделение металлических и полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок. Наука 301: 344–347

    CAS Статья Google Scholar

  • 182.

    Hersam MC (2008) Прогресс в направлении монодисперсных однослойных углеродных нанотрубок. Nat Nanotechnol 3: 387–394

    CAS Статья Google Scholar

  • 183.

    Ван Х., Бао З. (2015) Сортировка сопряженных полимеров полупроводниковых углеродных нанотрубок и их электронные приложения.Нано сегодня 10: 737–758

    CAS Статья Google Scholar

  • 184.

    Франклин Н., Дай Х (2000) Усовершенствованный подход CVD к разветвленным сетям нанотрубок с направленностью. Adv Mater 12: 890–894

    CAS Статья Google Scholar

  • 185.

    Конг Дж., Чжоу С., Морпурго А. и др. (1999) Синтез, интеграция и электрические свойства отдельных однослойных углеродных нанотрубок.Appl Phys A Mater Sci Process 69: 305–308

    CAS Статья Google Scholar

  • 186.

    Пападопулос C (2012) Формирование узора углеродных нанотрубок — точное нанесение рисунка на оксид кремния с использованием макетов наноразмерных катализаторов. IEEE Trans Nanotechnol 11: 1212–1216

    Статья Google Scholar

  • 187.

    Сангван В., Балларотто В., Хайнс Д. и др. (2014) Контролируемый рост, формирование рисунка и размещение тонких пленок углеродных нанотрубок (том 54, стр. 1204, 2010).Твердотельный электрон 93:66

    CAS Статья Google Scholar

  • 188.

    Castan A, Forel S, Catala L et al (2017) Новый метод выращивания однослойных углеродных нанотрубок из биметаллических наносплавных катализаторов на основе прекурсоров аналога берлинской синей. Углерод 123: 583–592

    CAS Статья Google Scholar

  • 189.

    Guo L (2007) Литография наноимпринта: методы и требования к материалам.Adv Mater 19: 495–513

    CAS Статья Google Scholar

  • 190.

    Choi D, Choi J, Jung S. et al (2008) Прямое мягкое УФ-НИЛ с резистом, включающим углеродные нанотрубки. Microelectron Eng 85: 195–201

    CAS Статья Google Scholar

  • 191.

    Салем А.М., Берг Дж., Десмарис В., Кабир М.С. (2009) Литография наноимпринтов с использованием вертикально ориентированных углеродных наноструктур в качестве штампов.Нанотехнологии 20: 375302

    CAS Статья Google Scholar

  • 192.

    Legagneux P, Gröning O, Milne W. et al (2006) Исследование автоэмиссионных свойств массивов углеродных нанотрубок, определенных с помощью литографии наноимпринтов. Appl Phys Lett 89: 022111

    Статья CAS Google Scholar

  • 193.

    Yu C-C, Chen H-L (2015) Технология наноимпринта для формирования рисунка на функциональных материалах и их применениях.Microelectron Eng 132: 98–119

    CAS Статья Google Scholar

  • 194.

    Ионеску Р., Маркс Р., Гебер Л. (2005) Производство наноканалов с контролируемыми размерами с использованием протеазной нанолитографии. Nano Lett 5: 821–827

    CAS Статья Google Scholar

  • 195.

    Кульджанишвили И., Дикин Д., Рожок С. и др. (2009) Контролируемое формирование рисунка и CVD-рост изолированных углеродных нанотрубок с прямой параллельной записью катализатора с использованием погружной нанолитографии.Малый 5: 2523–2527

    CAS Статья Google Scholar

  • 196.

    Омран Б., Пападопулос С. (2010) Метод прямой записи для нанесения катализатора из углеродных нанотрубок. IEEE Trans Nanotechnol 9: 375–380

    Статья Google Scholar

  • 197.

    Пападопулос К., Омран Б. (2008) Нанометровое моделирование катализатора для контролируемого роста индивидуальных однослойных углеродных нанотрубок.Adv Mater 20: 1344

    CAS Статья Google Scholar

  • 198.

    Харт А.Дж., Слокум А.Х., Ройер Л. (2006) Рост конформных пленок однослойных углеродных нанотрубок из Mo / Fe / Al2O3, осажденных электронно-лучевым испарением. Углерод 44: 348–359

    CAS Статья Google Scholar

  • 199.

    Ural A, Li Y, Dai H (2002) Рост однослойных углеродных нанотрубок на поверхностях под действием электрического поля.Appl Phys Lett 81: 3464–3466

    CAS Статья Google Scholar

  • 200.

    Huang S, Cai X, Liu J (2003) Рост миллиметровых и горизонтально выровненных однослойных углеродных нанотрубок на плоских подложках. J Am Chem Soc 125: 5636–5637

    CAS Статья Google Scholar

  • 201.

    Хуанг С., Вудсон М., Смолли Р., Лю Дж. (2004) Механизм роста ориентированных длинных однослойных углеродных нанотрубок с использованием процесса химического осаждения из паровой фазы с «быстрым нагревом».Nano Lett 4: 1025–1028

    CAS Статья Google Scholar

  • 202.

    Huang S, Maynor B, Cai X, Liu J (2003) Сверхдлинная, хорошо выровненная одностенная архитектура из углеродных нанотрубок на поверхности. Adv Mater 15: 1651–1655

    CAS Статья Google Scholar

  • 203.

    Ким В., Чой Х, Шим М. и др. (2002) Синтез сверхдлинных и высокопроцентных полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок.Nano Lett 2: 703–708

    CAS Статья Google Scholar

  • 204.

    Коджабас С., Хур С., Гаур А. и др. (2005) Управляемый рост крупномасштабных горизонтально выровненных массивов однослойных углеродных нанотрубок и их использование в тонкопленочных транзисторах. Малый 1: 1110–1116

    CAS Статья Google Scholar

  • 205.

    Han S, Liu X, Zhou C (2005) Направленный рост однослойных углеродных нанотрубок без шаблона на сапфире в a- и r-плоскости.J Am Chem Soc 127: 5294–5295

    CAS Статья Google Scholar

  • 206.

    Аго Х., Накамура К., Икеда К. и др. (2005) Выровненный рост изолированных однослойных углеродных нанотрубок, запрограммированный атомным расположением поверхности подложки. Chem Phys Lett 408: 433–438

    CAS Статья Google Scholar

  • 207.

    Канг С., Коджабас С., Озель Т. и др. (2007) Высокопроизводительная электроника, использующая плотные, идеально выровненные массивы однослойных углеродных нанотрубок.Nat Nanotechnol 2: 230–236

    CAS Статья Google Scholar

  • 208.

    Kong J, Franklin NR, Zhou C et al (2000) Молекулярные нити нанотрубок как химические сенсоры. Наука 287: 622–625

    CAS Статья Google Scholar

  • 209.

    Ку Л., Дай Л., Стоун М. и др. (2008) Массивы углеродных нанотрубок с сильным сцеплением при сдвиге и легким нормальным отрывом. Наука 322: 238–242

    CAS Статья Google Scholar

  • 210.

    Choo H, Jung Y, Jeong Y, et al (2012) Изготовление и применение волокон углеродных нанотрубок. Carbon Lett 13: 191–204

    Статья Google Scholar

  • 211.

    Мурали Р., Бреннер К., Мейндл Дж. И др. (2009) Плотность тока пробоя графеновых нанолент. Appl Phys Lett 94: 243114–3

    Статья CAS Google Scholar

  • 212.

    Гальван Д., Хирата Г., Адем Э. (2006) Микроструктурный и химический анализ пленок YBa2Cu3O7-x / ag, облученных электронами, с помощью HRTEM и EDS.Mater Sci Eng B 126: 28–32

    CAS Статья Google Scholar

  • 213.

    Anguita JV, Cox DC, Ahmad M. et al (2013) Леса с высокопрозрачными углеродными нанотрубками, выращенные при низкой температуре субстрата. Adv Funct Mater 23: 5502–5509

    CAS Статья Google Scholar

  • 214.

    Ясуда С., Футаба Д., Ямада Т. и др. (2009) Улучшенный рост лесов с одностенными углеродными нанотрубками на большой площади за счет управления направлением потока газа.ACS Nano 3: 4164–4170

    CAS Статья Google Scholar

  • 215.

    Ли В.З., Ван Д.З., Ян С.Х. и др. (2001) Контролируемый рост углеродных нанотрубок на графитовой фольге путем химического осаждения из паровой фазы. Chem Phys Lett 335: 141–149

    CAS Статья Google Scholar

  • 216.

    Амама П., Пинт С., Ким С. и др. (2010) Влияние типа оксида алюминия на эволюцию и активность Fe-катализаторов на оксиде алюминия в росте ковра из однослойных углеродных нанотрубок.ACS Nano 4: 895–904

    CAS Статья Google Scholar

  • 217.

    Fujisawa K, Kim H, Go S. et al (2016) Обзор синтеза и применения углеродных нанотрубок с двойными и тройными стенками. Appl Sci 6: 109

    Статья CAS Google Scholar

  • 218.

    Ямада Т., Намай Т., Хата К. и др. (2006) Выборочный рост лесов двойных углеродных нанотрубок с использованием искусственных железных катализаторов.Nat Nanotechnol 1: 131–136

    CAS Статья Google Scholar

  • 219.

    Zhang M, Atkinson KR, Baughman RH (2004) Многофункциональная пряжа из углеродных нанотрубок путем уменьшения размера древней технологии. Наука 306: 1358–1361

    CAS Статья Google Scholar

  • 220.

    Ямазаки Ю., Катагири М., Сакума Н. и др. (2010) Синтез леса плотно упакованных углеродных нанотрубок методом многоступенчатого роста с использованием химического осаждения из газовой фазы на основе плазмы.Appl Phys Express 3: 055002

    Статья CAS Google Scholar

  • 221.

    Ямамото Н., Харт А.Дж., Гарсия Э.Дж. и др. (2009) Высокопроизводительный рост и контроль морфологии ориентированных углеродных нанотрубок на керамических волокнах для многофункционального улучшения структурных композитов. Углерод 47: 551–560

    CAS Статья Google Scholar

  • 222.

    Исмагилов Р.Р., Швец П.В., Золотухин А.А. (2013) Выращивание леса углеродных нанотрубок на кремнии с использованием дистанционного плазменного CVD.Депозиты Chem Vap 19 (10-11-12): 332-337

    CAS Статья Google Scholar

  • 223.

    Чжан Дж., Манн Д., Чжан Л. и др. (2005) Рост вертикальных однослойных углеродных нанотрубок со сверхвысоким выходом: скрытые роли водорода и кислорода. Proc Natl Acad Sci U S A 102: 16141–16145

    CAS Статья Google Scholar

  • 224.

    Жонг Дж., Уорнер Дж. Х., Фуке М. и др. (2012) Рост одностенных углеродных нанотрубок сверхвысокой плотности за счет улучшенной конструкции катализатора.ACS Nano 6: 2893–2903

    CAS Статья Google Scholar

  • 225.

    Suh J, Lee J (1999) Высокоупорядоченные двумерные массивы углеродных нанотрубок. Appl Phys Lett 75: 2047–2049

    CAS Статья Google Scholar

  • 226.

    Sui Y, Acosta D, Gonzalez-Leon J et al (2001) Структура, термическая стабильность и деформация разветвленных углеродных нанотрубок, синтезированных методом CVD в шаблоне AAO.J Phys Chem B 105: 1523–1527

    CAS Статья Google Scholar

  • 227.

    Li J, Papadopoulos C, Xu J, Moskovits M (1999) Высокоупорядоченные массивы углеродных нанотрубок для электронных приложений. Appl Phys Lett 75: 367–369

    CAS Статья Google Scholar

  • 228.

    Дай Л., Патил А., Гонг X и др. (2003) Ориентированные нанотрубки. ChemPhysChem 4: 1150–1169

    CAS Статья Google Scholar

  • 229.

    Джо Дж, Юнг Дж, Ли Дж, Джо В. (2010) Изготовление высокопроводящих и прозрачных тонких пленок из однослойных углеродных нанотрубок с использованием нового неионного поверхностно-активного вещества путем центрифугирования. ACS Nano 4: 5382–5388

    CAS Статья Google Scholar

  • 230.

    Ван К., Морияма Х (2011) Тонкие пленки на основе углеродных нанотрубок: синтез и свойства. В: Yellampalli S (ed) Carbon Nanotubes. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/22021

    Google Scholar

  • 231.

    Boccaccini AR, Cho J, Roether JA et al (2006) Электрофоретическое осаждение углеродных нанотрубок. Углерод 44: 3149–3160

    CAS Статья Google Scholar

  • 232.

    Рахи А., Чоудхури А., Ким С. и др. (2014) Простой / экологически чистый процесс получения композитных волокон / нитей из углеродных нанотрубок. RSC Adv 4: 43235–43240

    CAS Статья Google Scholar

  • 233.

    Faraji S, Stano K, Yildiz O et al (2015) Сверхлегкие анизотропные пены из слоистых ориентированных листов углеродных нанотрубок. Наномасштаб 7: 17038–17047

    CAS Статья Google Scholar

  • 234.

    Уорсли М., Стадерманн М., Ван И и др. (2010) Углеродные аэрогели с большой площадью поверхности как пористые подложки для прямого роста углеродных нанотрубок. Chem Commun 46: 9253–9255

    CAS Статья Google Scholar

  • 235.

    Hou Y, Tang J, Zhang H et al (2009) Функционализированные углеродные нанотрубки с несколькими стенками для механического армирования полимерных композитов. ACS Nano 3: 1057–1062

    CAS Статья Google Scholar

  • 236.

    Бирн М., Гунько Ю. (2010) Последние достижения в исследованиях композитов углеродные нанотрубки-полимер. Adv Mater 22: 1672–1688

    CAS Статья Google Scholar

  • 237.

    Habisreutinger S, Leijtens T, Eperon G et al (2014) Углеродные нанотрубки / полимерные композиты как высокостабильный слой для сбора дырок в перовскитных солнечных элементах. Nano Lett 14: 5561–5568

    CAS Статья Google Scholar

  • 238.

    Santos JCC, Mansur AAP, Ciminelli VST, Mansur HS (2014) Нанокомпозиты из поливинилового спирта / функционализированных многослойных углеродных нанотрубок, конъюгированных с глюкозооксидазой, для потенциального применения в качестве каркасов при заживлении кожных ран.Int J Polym Mater Polym Biomater 63: 185–196

    CAS Статья Google Scholar

  • 239.

    Du F, Fischer J, Winey K (2003) Метод коагуляции для получения композитов однослойные углеродные нанотрубки / полиметилметакрилат и их модуль, электропроводность и термическая стабильность. J Polym Sci B Polym Phys 41: 3333–3338

    CAS Статья Google Scholar

  • 240.

    Харисова О., Харисов Б., Ортиз Э. (2013) Дисперсия углеродных нанотрубок в воде и неводных растворителях. RSC Adv 3: 24812–24852

    CAS Статья Google Scholar

  • 241.

    Пападопулос С. (2016) Нанофабрикация: принципы и приложения. Springer International Publishing, Cham

  • 242.

    Alig I, Pötschke P, Lellinger D et al (2012) Создание, морфология и свойства сетей углеродных нанотрубок в расплавах полимеров.Полимер 53: 4–28

    CAS Статья Google Scholar

  • 243.

    Майнке О., Кемпфер Д., Вейкманн Х. и др. (2004) Механические свойства и электрическая проводимость полиамида-6, наполненного углеродными нанотрубками, и его смесей с акрилонитрилом / бутадиеном / стиролом. Полимер 45: 739–748

    CAS Статья Google Scholar

  • 244.

    Бекьярова Э., Тостенсон Э., Ю. А. и др. (2007) Многоуровневое армирование углеродными нанотрубками и углеродным волокном для современных эпоксидных композитов.Ленгмюр 23: 3970–3974

    CAS Статья Google Scholar

  • 245.

    Zeng Y, Lu G, Wang H et al (2015) Термисторы с положительным температурным коэффициентом на основе композитов углеродные нанотрубки / полимер. Sci Rep 4: 6684

    Статья CAS Google Scholar

  • 246.

    Moniruzzaman M, Winey K (2006) Полимерные нанокомпозиты, содержащие углеродные нанотрубки. Макромолекулы 39: 5194–5205

    CAS Статья Google Scholar

  • 247.

    Веласко-Сантос С., Мартинес-Эрнандес А., Фишер Ф и др. (2003) Улучшение термических и механических свойств композитов из углеродных нанотрубок за счет химической функционализации. Chem Mater 15: 4470–4475

    CAS Статья Google Scholar

  • 248.

    Jia Z, Wang Z, Xu C et al (1999) Исследование композитов полиметилметакрилат / углеродные нанотрубки. Mater Sci Eng A 271: 395–400

    Статья Google Scholar

  • 249.

    Аллен Р., Пан Л., Фуллер Г., Бао З. (2014) Использование полимеризации на месте проводящих полимеров для улучшения электрических свойств пленок и волокон из углеродных нанотрубок, обработанных на растворе. Интерфейсы приложения ACS Mater 6: 9966–9974

    CAS Статья Google Scholar

  • 250.

    Xia H, Wang Q, Li K, Hu G (2004) Получение порошка композита полипропилен / углеродные нанотрубки методом твердотельного механохимического измельчения.J Appl Polym Sci 93: 378–386

    CAS Статья Google Scholar

  • 251.

    Регев О., Элкати П., Лоос Дж. Дж., Конинг С.К. (2004) Получение композитов из проводящих нанотрубок и полимеров с использованием латексной технологии. Adv Mater 16: 248

    CAS Статья Google Scholar

  • 252.

    Клэнси А., Энтони Д., Фишер С. и др. (2017) Восстановительное растворение сверхрастущих углеродных нанотрубок для получения более жестких нанокомпозитов путем реактивного коагуляционного прядения.Наноразмер 9: 8764–8773

    CAS Статья Google Scholar

  • 253.

    Бай Й., Неупан М., Парк И. и др. (2010) Электрофоретическое осаждение нанокомпозитов углеродные нанотрубки-гидроксиапатит на титановую подложку. Mater Sci Eng C 30: 1043–1049

    CAS Статья Google Scholar

  • 254.

    Ямада Т., Хираока Т., Хата К. и др. (2006) Изменяемые формы и очень плотно упакованные одностенные углеродные нанотрубки и их применение в качестве электродов суперконденсатора.Nat Mater 5: 987–994

    Статья CAS Google Scholar

  • 255.

    Gui X, Cao A, Wei J et al (2010) Мягкие, высокопроводящие губки и композиты из нанотрубок с контролируемой сжимаемостью. ACS Nano 4: 2320–2326

    CAS Статья Google Scholar

  • 256.

    Мухопадхьяй С.М., Карумури А., Барни И.Т. (2009) Иерархические наноструктуры путем прививки нанотрубок на пористые ячеистые поверхности.J Phys D Appl Phys 42: 195503

    Статья CAS Google Scholar

  • 257.

    Фанг Дж., Донг Л., Донг В. и др. (2015) С помощью метода сублимационной сушки были получены композиты СВМПЭ / УНТ с оптимизированными микроморфологиями и улучшенными трибологическими характеристиками. J Appl Polym Sci 132: 18 41885

    Статья CAS Google Scholar

  • 258.

    Накагава К. (2011) Пеноматериалы из углеродных нанотрубок.В: Bianco S (ed) Углеродные нанотрубки. IntechOpen, Риека. https://doi.org/10.5772/18442

    Google Scholar

  • 259.

    Yang Y, Gupta M (2005) Новые композиты из углеродных нанотрубок и пенополистирола для защиты от электромагнитных помех. Nano Lett 5: 2131–2134

    CAS Статья Google Scholar

  • 260.

    Шаффер М., Виндл А. (1999) Изготовление и определение характеристик композитов углеродные нанотрубки / поли (виниловый спирт).Adv Mater 11: 937–937

    CAS Статья Google Scholar

  • 261.

    Faraji S, Stano K, Akyildiz H et al (2018) Изменение морфологии и свойств выровненных пен УНТ посредством вторичного роста УНТ. Нанотехнологии 29: 295602

    Статья CAS Google Scholar

  • 262.

    Kim H, Lee J, Sim H (2016) Температурно-чувствительный привод на растяжение на основе многослойной углеродной нанотрубной пряжи.Nano-Micro Letters 8: 254-259

    CAS Статья Google Scholar

  • 263.

    Мирвакили С., Хантер I (2017) Быстрые скручивающие искусственные мышцы из никель-титановой крученой пряжи. Прикладные материалы и интерфейсы ACS 9: 16321-16326

    CAS Статья Google Scholar

  • 264.

    Foroughi J, Spinks GM, Antiohos D et al (2014) Гибридная пряжа из углеродных нанотрубок и графена с высокой проводимостью.Adv Funct Mater 24: 5859–5865

    CAS Статья Google Scholar

  • 265.

    Truong TK, Lee Y, Suh D (2016) Многофункциональная характеристика листов углеродных нанотрубок, пряжи и их композитов. Curr Appl Phys 16: 1250–1258

    Статья Google Scholar

  • 266.

    Jung Y, Cho YS, Lee JW et al (2018) Как сделать пряжу из углеродных нанотрубок более прочной? Compos Sci Technol 166: 95–108

    CAS Статья Google Scholar

  • 267.

    Edwards SL, Church JS, Werkmeister JA, Ramshaw JAM (2009) Трубчатые микромасштабные многослойные каркасы на основе углеродных нанотрубок для тканевой инженерии. Биоматериалы 30: 1725–1731

    CAS Статья Google Scholar

  • 268.

    Li Y-L, Кинлох И.А., Виндл А.Х. (2004) Прямое прядение волокон из углеродных нанотрубок в результате химического синтеза из газовой фазы. Наука 304: 276–278

    CAS Статья Google Scholar

  • 269.

    Zhang M, Fang S, Zakhidov AA et al (2005) Прочные, прозрачные, многофункциональные листы углеродных нанотрубок. Наука 309: 1215–1219

    CAS Статья Google Scholar

  • 270.

    Miao M (2013) Пряжа, полученная из лесов углеродных нанотрубок: производство, структура, свойства и применение. Партикуология 11: 378–393

    CAS Статья Google Scholar

  • 271.

    Фороуги Дж., Спинкс Дж., Азиз С. и др. (2016) Трикотажная эластомерная пряжа из углеродных нанотрубок и спандекса для искусственных мышц и измерения деформации.ACS Nano 10: 9129–9135

    CAS Статья Google Scholar

  • 272.

    Chen H, Roy A, Baek J-B et al (2010) Контролируемый рост и модификация вертикально ориентированных углеродных нанотрубок для многофункциональных приложений. Mater Sci Eng R 70: 63–91

    Статья CAS Google Scholar

  • 273.

    Мейтл М., Чжоу Ю., Гаур А. и др. (2004) Литье из раствора и трансферная печать пленок из однослойных углеродных нанотрубок.Nano Lett 4: 1643–1647

    CAS Статья Google Scholar

  • 274.

    Сангван В.К., Саутхард А., Мур Т.Л. и др. (2011) Подход с использованием трансфертной печати к полностью углеродной наноэлектронике. Microelectron Eng 88: 3150–3154

    CAS Статья Google Scholar

  • 275.

    Xia Y, Whitesides G (1998) Мягкая литография. Angewandte Chemie — Internation Edition, том 37, стр 550–575

    Google Scholar

  • 276.

    Mangalum A, Rahman M, Norton M (2013) Сайт-специфическая иммобилизация однослойных углеродных нанотрубок на одномерных и одномерных ДНК-оригами. J Am Chem Soc 135: 2451–2454

    CAS Статья Google Scholar

  • 277.

    Zhao Z, Liu Y, Yan H (2013) Самосборка одностенных углеродных нанотрубок дискретной длины по шаблону ДНК-оригами. Org Biomol Chem 11: 596–598

    CAS Статья Google Scholar

  • 278.

    Эскелинен А., Кузык А., Калтиайзенахо Т. и др. (2011) Сборка однослойных углеродных нанотрубок на шаблонах ДНК-оригами посредством взаимодействия стрептавидин-биотин. Малый 7: 746–750

    CAS Статья Google Scholar

  • 279.

    Song JW, Kim J, Yoon Y-H et al (2008) Струйная печать однослойных углеродных нанотрубок и определение электрических характеристик линейного рисунка. Нанотехнологии 19: 095702

    Статья CAS Google Scholar

  • 280.

    Michelis F, Bodelot L, Bonnassieux Y, Lebental B (2015) Гибкие тензодатчики с высокой воспроизводимостью без гистерезиса с помощью струйной печати углеродных нанотрубок. Углерод 95: 1020–1026

    CAS Статья Google Scholar

  • 281.

    Чен К., Гао В., Эмаминеджад С. и др. (2016) Электроника и сенсорные системы с печатными углеродными нанотрубками. Adv Mater 28: 4397-4414

    CAS Статья Google Scholar

  • 282.

    Abdelhalim A, Abdellah A, Scarpa G, Lugli P (2013) Изготовление тонких пленок углеродных нанотрубок на гибких подложках путем напыления и печати с переносом. Углерод 61: 72–79

    CAS Статья Google Scholar

  • 283.

    Talham DR (2004) Проводящие и магнитные пленки Ленгмюра-Блоджетт. Chem Rev 104: 5479–5502

    CAS Статья Google Scholar

  • 284.

    Ким И, Минами Н., Чжу В. и др. (2003) Пленки Ленгмюра-Блоджетт одностенных углеродных нанотрубок: послойное осаждение и ориентация трубок в плоскости. Jpn J Appl Phys Часть 1 42: 7629–7634

    CAS Статья Google Scholar

  • 285.

    Джин С., Данхэм С., Сонг Дж и др. (2013) Использование наноразмерных термокапиллярных потоков для создания массивов чисто полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок. Nat Nanotechnol 8: 347–355

    CAS Статья Google Scholar

  • 286.

    Park H, Afzali A, Han S. et al (2012) Интеграция углеродных нанотрубок с высокой плотностью за счет химической самосборки. Nat Nanotechnol 7: 787–791

    CAS Статья Google Scholar

  • 287.

    Шулакер М., Хиллс Дж., Патил Н. и др. (2013) Компьютер с углеродными нанотрубками. Nature 501: 526

    CAS Статья Google Scholar

  • 288.

    De Volder MFL, Tawfick SH, Baughman RH, Hart AJ (2013) Углеродные нанотрубки: настоящее и будущее коммерческих приложений.Science 339: 535–539

    Статья CAS Google Scholar

  • 289.

    Gojny F, Wichmann M, Kopke U et al (2004) Эпоксидные композиты, армированные углеродными нанотрубками: повышенная жесткость и вязкость разрушения при низком содержании нанотрубок. Compos Sci Technol 64: 2363–2371

    CAS Статья Google Scholar

  • 290.

    Gillespie (2013) Система и методы для использования в мониторинге конструкции, US 9329021B1

    Google Scholar

  • 291.

    Jammalamadaka U, Tappa K, Jammalamadaka U, Tappa K (2018) Последние достижения в области биоматериалов для 3D-печати и тканевой инженерии. J Funct Biomater 9:16

    Артикул CAS Google Scholar

  • 292.

    Слуга А., Джейкобс И., Бюсси С. и др. (2016) Функционализированные гадолинием многостенные углеродные нанотрубки в качестве контрастного агента Т1 для маркировки и отслеживания клеток МРТ. Углерод 97: 126–133

    CAS Статья Google Scholar

  • 293.

    Gong H, Peng R, Liu Z (2013) Углеродные нанотрубки для биомедицинской визуализации: последние достижения. Adv Drug Deliv Rev 65: 1951–1963

    CAS Статья Google Scholar

  • 294.

    Занелло Л., Чжао Б., Ху Х, Хаддон Р. (2006) Пролиферация костных клеток на углеродных нанотрубках. Nano Lett 6: 562–567

    CAS Статья Google Scholar

  • 295.

    Усуи Ю., Аоки К., Нарита Н. и др. (2008) Углеродные нанотрубки с высокой совместимостью с костной тканью и эффектами ускорения образования кости.Маленький 4: 240–246

    CAS Статья Google Scholar

  • 296.

    Чжан X, Прасад С., Нийоги С. и др. (2005) Управляемый рост нейритов на структурированных углеродных нанотрубках. Актуаторы Sens B 106: 843–850

    CAS Статья Google Scholar

  • 297.

    Zhang W, Zhang Z, Zhang Y (2011) Применение углеродных нанотрубок в системах доставки лекарств для лечения рака.Nanoscale Res Lett 6: 1–22

    Google Scholar

  • 298.

    Чжун Ю.П., Инге З.М., Янлиан Ю.П. и др. (2010) Фармакологические и токсикологические органеллы-мишени и безопасное использование однослойных углеродных нанотрубок в качестве носителей лекарств при лечении болезни Альцгеймера. Nanomed Nanotechnol Biol Med 6: 427–441

    Статья CAS Google Scholar

  • 299.

    Wind S, Appenzeller J, Martel R et al (2002) Вертикальное масштабирование полевых транзисторов из углеродных нанотрубок с использованием электродов верхнего затвора.Appl Phys Lett 80: 3817–3819

    CAS Статья Google Scholar

  • 300.

    Кауппинен Э.И., Сан Д., Кишимото С. и др. (2011) Гибкие высокоэффективные интегральные схемы из углеродных нанотрубок. Nat Nanotechnol 6: 156–161

    Статья CAS Google Scholar

  • 301.

    Пей Т., Чжан П., Чжан З и др. (2014) Модульное построение общих интегральных схем на отдельных углеродных нанотрубках.Nano Lett 14: 3102–3109

    CAS Статья Google Scholar

  • 302.

    Чжун С., Ху Дж., Ву З, Мей В. (2015) Характеристики литий-ионных аккумуляторов с использованием пленки углеродных нанотрубок в качестве катодного токоприемника. Carbon 81: 852

    Артикул Google Scholar

  • 303.

    Мирри Ф., Ма А., Хсу Т. и др. (2012) Высокоэффективные прозрачные проводящие пленки из углеродных нанотрубок за счет масштабируемого покрытия погружением.ACS Nano 6: 9737–9744

    CAS Статья Google Scholar

  • 304.

    Кианг Ч.М., Диллон А.С., Хебен М.Дж. и др. (1997) Хранение водорода в однослойных углеродных нанотрубках. Nature 386: 377–379

    Статья Google Scholar

  • 305.

    Kreupl F, Graham AP, Duesberg GS и др. (2002) Углеродные нанотрубки в приложениях для межсоединений. Microelectron Eng 64: 399–408

    CAS Статья Google Scholar

  • 306.

    Авано И, Сато С., Нихей М. и др. (2010) Углеродные нанотрубки для СБИС: межсоединения и транзисторные приложения. Proc IEEE 98: 2015–2031

    CAS Статья Google Scholar

  • 307.

    Rueckes T, Kim K, Joselevich E et al (2000) Энергонезависимая оперативная память на основе углеродных нанотрубок для молекулярных вычислений. Наука 289: 94–97

    CAS Статья Google Scholar

  • 308.

    Xu W, Wu S, Li X et al (2016) Высокоэффективные солнечные элементы с большой площадью углеродных нанотрубок и кремния. Adv Energy Mater 6: 1600095

    Артикул CAS Google Scholar

  • 309.

    Нгуен М.Х., Буй Х.Т., Фам В.Т. и др. (2016) Термомеханические свойства углеродных нанотрубок и применения в управлении температурой. Adv Nat Sci Nanosci Nanotechnol 7: 25017

    Статья CAS Google Scholar

  • 310.

    Fu Y, Nabiollahi N, Wang T et al (2012) Полное решение для охлаждения на кристалле на основе углеродных нанотрубок с очень высокой теплоотдачей. Нанотехнологии 23: 045304

    Статья CAS Google Scholar

  • 311.

    Ding Y, Alias ​​H, Wen D, Williams RA (2006) Теплопередача водных суспензий углеродных нанотрубок (наножидкости УНТ). Int J Heat Mass Transf 49: 240–250

    CAS Статья Google Scholar

  • 312.

    Hong H, Wright B, Wensel J et al (2007) Повышенная теплопроводность за счет магнитного поля в теплопередающих наножидкостях, содержащих углеродные нанотрубки. Synth Met 157: 437–440

    CAS Статья Google Scholar

  • 313.

    Sahoo NG, Cheng HKF, Cai J et al (2009) Улучшение механических и термических свойств композитов углеродных нанотрубок с помощью методов функционализации и обработки нанотрубок. Mater Chem Phys 117: 313–320

    CAS Статья Google Scholar

  • 314.

    Hu Z, Comeras J, Park H et al (2016) Физически неклонируемые криптографические примитивы, использующие самособирающиеся углеродные нанотрубки. Nat Nanotechnol 11: 559

    CAS Статья Google Scholar

  • 315.

    Рохас В., МакМорроу Дж., Гейер М. и др. (2017) Генератор истинных случайных чисел из углеродных нанотрубок, обработанный на основе решений. Nano Lett 17: 4976–4981

    Статья CAS Google Scholar

  • 316.

    Yang Y, Ding L, Chen H et al (2018) Кольцевые генераторы на основе пленки из углеродных нанотрубок со временем распространения менее 10 нс и их применения в передаче радиочастотных сигналов. Nano Res 11: 300–310

    CAS Статья Google Scholar

  • 317.

    Сон Д., Ку Дж. Х., Сонг Дж. К. и др. (2015) Растягиваемая память с плавающим затвором и логическими устройствами для носимой электроники с улавливанием заряда из углеродных нанотрубок. ACS Nano 9: 5585–5593

    CAS Статья Google Scholar

  • 318.

    Show Y, Nakashima T, Fukami Y (2013) Антикоррозионное покрытие композитной пленки углеродные нанотрубки / политетрафторэтилен на биполярной пластине из нержавеющей стали для топливных элементов с протонообменной мембраной. J Nanomater 2013: 1–7

    Статья CAS Google Scholar

  • 319.

    Sachyani E, Layani M, Tibi G et al (2017) Улучшенное движение актуаторов на основе CNT за счет трехслойной структуры с контролируемым сопротивлением. Приводы Sens B 252: 1071–1077

    CAS Статья Google Scholar

  • 320.

    Sanchez Esqueda I, Yan X, Rutherglen C et al (2018) Синаптические транзисторы с согласованными углеродными нанотрубками для крупномасштабных нейроморфных вычислений. ACS Nano 12: 7352–7361

    CAS Статья Google Scholar

  • 321.

    Susantyoko R, Karam Z, Alkhoori S. et al (2017) Технология изготовления отливок с помощью поверхностной инженерии для коммерциализации отдельно стоящих листов углеродных нанотрубок. J Mater Chem A 5: 19255–19266

    CAS Статья Google Scholar

  • 322.

    Бехабту Н., Янг С.К., Центалович Д.Е. и др. (2013) Прочные, легкие, многофункциональные волокна из углеродных нанотрубок со сверхвысокой проводимостью. Наука 339: 182–186

    CAS Статья Google Scholar

  • 323.

    Ихсанулла (2019) Мембраны из углеродных нанотрубок для очистки воды: разработки, проблемы и перспективы на будущее. Сен Purif Technol 209: 307–337

    CAS Статья Google Scholar

  • 324.

    Текущий информационный бюллетень 65: Воздействие углеродных нанотрубок и нановолокон на рабочем месте (Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья), 2013 г.

    Google Scholar

  • 325.

    Eatemadi A, Daraee H, Karimkhanloo H et al (2014) Углеродные нанотрубки: свойства, синтез, очистка и медицинские применения. Nanoscale Res Lett 9: 1–13

    CAS Статья Google Scholar

  • 326.

    Разали М., Ким Дж., Аттфилд М. и др. (2015) Устойчивая очистка и переработка сточных вод при производстве мембран. Green Chem 17: 5196–5205

    CAS Статья Google Scholar

  • 327.

    Elnashaie SSE, Danafar F, Ahmadun F-R (2013) Устойчивый мир за счет экологически чистых материалов и интегрированных биоперерабатывающих заводов. Appl Petrochem Res 3: 107–116

    Статья Google Scholar

  • Углеродные нанотрубки находят применение в реальных условиях

    Углеродные нанотрубки.Предоставлено: Майкл Де Волдер.

    Никто не оспаривает, что углеродные нанотрубки могут стать чудо-технологией: их свойства включают более высокую теплопроводность, чем у алмаза, большую механическую прочность, чем у стали — на порядки величины по весу — и лучшую электропроводность, чем у меди.

    Но, как и в случае с другими «великими технологиями будущего», неужели мы слишком раздумываем над нанотрубками? Близки ли они к прохождению настоящего испытания — испытания широкого практического применения? Ответ однозначно положительный.Успех углеродных нанотрубок (УНТ) подтверждается удивительной статистикой: коммерческие производственные мощности по всему миру в настоящее время превышают несколько тысяч тонн в год, по словам доктора Майкла Де Волдера, недавно назначенного лектором производственного института инженерного факультета. Но для достижения этого уровня производства потребовалось около 20 лет.

    «Началу широко распространенных исследований углеродных нанотрубок предшествовал первый научный отчет об УНТ в 1990-х годах, хотя о полых углеродных нановолокнах сообщалось еще в 1950-х годах», — говорит д-р Де Волдер.«Однако коммерческая деятельность, связанная с углеродными нанотрубками, наиболее существенно выросла за последнее десятилетие. С 2006 года мировые мощности по производству углеродных нанотрубок увеличились как минимум в десять раз».

    Недавний научный обзор коммерчески доступных применений углеродных нанотрубок д-ра Де Волдера дает представление о том, насколько широкое реальное влияние начинает оказывать эта технология [M. Де Волдер и др., Science 339, 2013]. Возьмем, к примеру, очистители воды: размер, площадь поверхности и адсорбционные свойства углеродных нанотрубок делают их идеальной мембраной для фильтрации токсичных химикатов, растворенных солей и биологических загрязнителей из воды.Американская компания Seldon Technologies разработала систему MineralWater System, используя свою «технологию очистки Nanomesh» — систему фильтрации с использованием углеродных нанотрубок. Компания заявляет, что ее система подает питьевую воду без использования химикатов, тепла или электроэнергии: жизненно важно для использования в развивающихся странах, где она больше всего необходима. Фильтр удаляет патогенные микроорганизмы и загрязняющие вещества, такие как вирусы, бактерии, цисты и споры, обеспечивая воду, которая соответствует стандарту питьевой воды USEPA или превышает его. По словам Селдона, он подходит для использования в домах, офисах, школах, клиниках и других коммерческих помещениях.

    Огромная площадь поверхности углеродных нанотрубок также используется в качестве электродов в батареях и конденсаторах, чтобы обеспечить больший ток и лучшую электрическую и механическую стабильность, чем у других материалов. Мировые исследования в этой области способствовали развитию коммерческой деятельности таких компаний, как Showa Denko (Batteries, Япония) и FastCAP (Supercaps, США).Свойства углеродных нанотрубок делают их идеальными для улучшения различных видов структур — например, спортивного инвентаря, бронежилетов, транспортных средств и т. Д., Где они широко используются. Нанотрубки создают сети внутри композитного материала, например, для увеличения жесткости и демпфирования материала.

    Спортивные производители используют их в ракетках для тенниса и бадминтона, а также в рамах велосипедов. Но хотя углеродные нанотрубки используются в практических приложениях, это не означает, что их более широкое использование не будет беспроблемным.

    «Есть ряд препятствий, которые мы еще не решили», — говорит д-р Де Волдер. «В частности, для целей высокого класса, таких как поиск транзисторов лучшего качества, действительно важна точная морфология нанотрубки и ориентация решетки графена относительно оси трубки, называемая ее хиральностью. В настоящий момент у нас есть низкая способность синтезировать углеродные нанотрубки с определенными типами хиральности, и именно это определяет полупроводниковые и проводящие свойства углеродных нанотрубок.

    «Одна из интересных вещей, происходящих сейчас, — это усовершенствование компьютерного моделирования того, как синтезируются углеродные нанотрубки, что, мы надеемся, позволит нам настроить процесс производства. А электронная микроскопия дает возможность наблюдать за углеродными нанотрубками в процессе их формирования. , что помогает лучше понять процесс «.

    Сам доктор Де Волдер работает над проблемой массового производства устройств, содержащих от сотен до тысяч нанотрубок.

    «К сожалению, когда вы объединяете их в большом количестве, показатели качества их свойств часто разочаровывают по сравнению с тем, что вы получаете от отдельной углеродной нанотрубки. Я пытаюсь разработать методы для более эффективного объединения частиц, или изучение новых свойств материалов в зависимости от того, как соединить углеродные нанотрубки ».

    Тем не менее, в настоящее время наблюдается прогресс с SWNT: британская компания Thomas Swan является мировым лидером в производстве SWNT из материала Elicarb, который теперь используется в таких областях, как современные композиты, электроника, хранение энергии, печать, бумага, упаковка и топливные элементы.

    Еще одна недавняя разработка в области SWNT, о которой в июне объявила Linde Electronics, — это разработка чернил на основе углеродных нанотрубок для использования в дисплеях, датчиках и других электронных устройствах. Возможные области применения включают смартфоны со сворачивающимся экраном и GPS-навигатором, встроенным в лобовое стекло автомобиля.

    «Linde теперь делает свои чернила для нанотрубок доступными для разработчиков, — говорит д-р Сиан Фогден, менеджер по маркетингу и развитию технологий подразделения Linde по наноматериалам.«Эти чернила содержат однослойные углеродные нанотрубки и производятся без повреждения или укорачивания нанотрубок, поэтому они сохраняют уникальные свойства нанотрубок».

    Linde заявляет, что это знаковая разработка, которая резко улучшает характеристики прозрачных проводящих тонких пленок, сделанных из чернил, и открывает двери для разработки приложений углеродных нанотрубок не только в бытовой электронике, но также в сфере здравоохранения и производства датчиков.

    Поскольку нанотрубки длинные и тонкие, между ними действуют большие силы Ван-дер-Ваальса, и они слипаются.Стандартный способ их разделения — использование мощных звуковых волн. Но это может повредить нанотрубки и повлиять на их свойства.

    «В наших чернилах мы используем процесс, называемый солевым усиленным электростатическим отталкиванием (SEER), который не требует обработки ультразвуком, но позволяет получать растворы отдельных углеродных нанотрубок, сохраняя при этом длину нанотрубки», — говорит доктор Фогден. «Совсем недавно начали производиться такие продукты, как сенсорные экраны, которые содержат однослойные углеродные нанотрубки, и эти устройства еще не были выпущены на полноценный потребительский рынок.Только тогда, когда исходный материал углеродных нанотрубок будет полностью обработан надежным и повторяемым образом, они будут широко использоваться в бытовой электронике ».

    Еще одна недавняя интригующая разработка в области электроники и вычислений принадлежит американской компании Nantero, которая заявляет, что коммерциализирует полупроводниковые устройства на основе углеродных нанотрубок, включая память, логику и другие.

    «Мы разработали NRAM, энергонезависимую оперативную память высокой плотности, и цель состоит в том, чтобы она служила универсальной технологией памяти», — говорит генеральный директор Грег Шмергель.«NRAM может быть изготовлен как для автономных, так и для встроенных приложений памяти, и образцы уже были отправлены избранным клиентам и находятся в разработке на нескольких производственных предприятиях CMOS компанией Nantero и ее лицензиатами. Эти образцы представляют собой многомегабитные массивы, которые демонстрируют высокую производительность, высокую скорость и надежность. и низкое энергопотребление ».

    Nantero утверждает, что это первая компания, которая активно разрабатывает полупроводниковые продукты с использованием углеродных нанотрубок, подходящих для производства в стандартных CMOS-фабриках.

    «Основным препятствием в прошлом было то, что углеродные нанотрубки были несовместимы с существующими полупроводниковыми фабриками», — говорит Шмергель. «В Nantero мы решили эту проблему, разработав CMOS-совместимый материал углеродных нанотрубок, который можно использовать в любой фабрике в мире, и производственные процессы, совместимые с существующим оборудованием для производства полупроводников. Таким образом, наша память и другие устройства из углеродных нанотрубок могут быть изготовлены в любых CMOS. Fab на больших объемах.

    Использование существующих процессов означает гораздо более высокую надежность и воспроизводимость.»Материал углеродных нанотрубок микроэлектронного качества Nantero теперь коммерчески доступен через лицензиата Brewer Science.

    Это может быть указателем на более долгосрочное будущее, связанное с массовыми вычислениями. Недавно в Стэнфордском университете команда анонсировала первый работающий компьютер, построенный из углеродных нанотрубок. Несмотря на то, что в нем всего 178 транзисторов и частота 1 кГц, компьютер, тем не менее, является «полным по Тьюрингу», что означает, что он может делать все, что могут делать современные машины, только намного медленнее.

    Но через несколько лет миллиарды углеродных нанотрубок могут оказаться на наших столах и в наших карманах.


    Композиты на основе нанотрубок повышают эффективность солнечных элементов следующего поколения
    Дополнительная информация: Документ доступен в Интернете: www.eng.cam.ac.uk/uploads/news… r13sciencereview.pdf Предоставлено Кембриджский университет

    Ссылка : Углеродные нанотрубки находят применение в реальном мире (2014, 31 марта) получено 22 мая 2021 г. с https: // физ.org / news / 2014-03-carbon-nanotubes-real-world-applications.html

    Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

    Углеродные нанотрубки и графен — свойства, применение и рынок

    Графен и УНТ состоят из атомов углерода.Углеродную нанотрубку можно представить как лист графена (гексагональную решетку углерода), свернутый в цилиндр. Соответственно, УНТ можно использовать в качестве отправной точки для создания графена, «распаковав» их.

    И графен, и УНТ обладают исключительными механическими и электронными свойствами, которые часто могут быть схожими. Следовательно, они часто рассматриваются как конкуренты для множества аналогичных приложений. Следует отметить, что существует также область исследований, направленных на объединение графена и УНТ и их совместное использование для различных приложений, таких как электроника, батареи, датчики и многое другое.

    Несмотря на сходство материалов, между ними все же есть различия. В то время как графен считается 2D, УНТ часто считаются одномерными. Кроме того, графен (когда он идеально структурирован с чистотой атомов и идеальной сотовой решеткой) является полупроводником с нулевой запрещенной зоной, тогда как однослойные УНТ проявляют либо металлические, либо полупроводниковые свойства с шириной запрещенной зоны, которая варьируется от нуля до примерно 2 эВ.

    Работа с УНТ часто считается сложной задачей из-за внутренней сложности в их точном расположении и соединении.Графен, который появился на сцене позже, чем старые УНТ, может быть проще соединить и допировать, но он несет свой собственный набор проблем, таких как извлечение, манипуляции и бремя стабильности.

    Углерод — строительный блок для многих материалов

    Углерод — неметаллический химический элемент, часто рассматриваемый как общий элемент всей известной жизни. Это 15-й элемент по распространенности в земной коре и 4-й по массе элемент во Вселенной.

    Углерод встречается во многих формах, каждая из которых имеет свои физические характеристики.Эти формы включают хорошо известные материалы, такие как алмаз и графит, которые различаются только физическими свойствами из-за различий в расположении атомов в их структурах. Другими, менее известными формами являются фуллерены — сферические фуллерены с закрытой клеткой называются бакерминстерфуллеренами или «бакиболами», а цилиндрические фуллерены называются нанотрубками. Другая форма, состоящая только из атомов углерода в плоской двумерной решетчатой ​​структуре, называется графеном. Существуют и другие формы расположения атомов углерода, такие как аморфный углерод, Q-углерод и другие.

    Что такое графен?

    Одинарный двумерный слой графита называется графеном. Итак, графен — это в основном лист атомов углерода, расположенных в гексагональной структуре. Графен считается первым из когда-либо обнаруженных двумерных материалов, а также его называют «чудо-материалом» благодаря огромной группе свойств, которые он сохраняет. Например, графен — один из самых прочных материалов во Вселенной, он обладает превосходными тепловыми и оптическими свойствами, превосходной прочностью на разрыв, относительной прозрачностью, удивительной электропроводностью, непроницаемостью для большинства газов и жидкостей и многим другим.

    Многие атрибуты графена делают его привлекательным материалом для исследователей и разработчиков, которые во всем мире упорно трудятся, чтобы найти бесконечное применение этому материалу. Графен огромен, и его приложения включают: сенсорные экраны (для ЖК-дисплеев или OLED-дисплеев), компьютерные микросхемы, аккумуляторы. производство энергии, суперконденсаторы, медицинское оборудование, фильтры для воды, солнечные элементы и многое другое.

    Что такое углеродные нанотрубки?

    Углеродные нанотрубки (часто сокращенно УНТ) представляют собой молекулы цилиндрической формы, состоящие из атомов углерода.Лист графена можно свернуть в углеродную нанотрубку. УНТ могут быть однослойными (ОСУНТ), если они сделаны из одного слоя атомов углерода, или многостенными (МУНТ), если они состоят из нескольких слоев графеновых листов. Фактически, углеродные нанотрубки бывают разного диаметра, длины и содержания функциональных групп, что позволяет адаптировать их использование для конкретных приложений.


    Свойства УНТ меняются в зависимости от их характеристик. Например, MWCNT обычно являются проводящими, тогда как SWCNT могут быть электрически проводящими, отображать свойства полупроводника или быть непроводящими.Такие факторы, как структура, длина, площадь поверхности, заряд поверхности, распределение по размерам, химический состав поверхности и состояние агломерации, а также чистота образцов, имеют большое влияние на свойства углеродных нанотрубок.

    УНТ обладают уникальными механическими, термическими и электронными свойствами, которые делают их интересными для разработки новых материалов: впечатляющая механическая прочность на разрыв, легкий вес, хорошая теплопроводность и многое другое.

    Эти свойства делают углеродные нанотрубки привлекательными для электронных устройств, датчиков и биосенсоров, транзисторов, аккумуляторов, водородных аккумуляторов, применения в области электрического экранирования и т. Д.

    Углеродные нанотрубки существуют с начала 1990-х годов и уже нашли коммерческое применение в областях инженерных пластмасс, полимеров, дисплеев, антикоррозионных красок, тонких пленок и покрытий, прозрачных и непрозрачных проводящих электродов, покрытий и антистатических материалов. упаковка и многое другое. Кроме того, ведутся активные исследования в таких областях, как батареи, топливные элементы, солнечные элементы, опреснение воды и многое другое.

    Однако после первоначального ажиотажа революций не произошло, и многие отказались от УНТ.Но это не означает, что у них нет реального потенциала, и интерес к ним вновь появляется в исследовательском сообществе в последние несколько лет. Как было сказано, они нашли некоторые применения и, по оценкам, последуют другие, и потенциал УНТ не считается исчерпанным.

    УНТ доступны в больших количествах до количества метрических тонн. Производственные мощности по производству УНТ за прошедшие годы значительно увеличились и в настоящее время превышают несколько тысяч тонн в год. По оценкам, несколько производителей УНТ имеют производственные мощности более 100 тонн в год для многослойных нанотрубок.Кажется, что мощность по производству MWNT превышает мощность SWNT, хотя на рынке имеется избыток предложения. SWNT намного дороже и сложнее в производстве, чем MWCNT, и пока нет четко выраженного крупномасштабного рынка для SWNT, который необходим для снижения стоимости производства.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *