|
28.07.2003
10:48 |
Сад нанотрубок вырастает из дерева Целый сад нанотрубок (одностенных,
многостенных, ориентированных параллельно друг
другу) вырастили японские ученые Kumar и Ando из
камфоры [1]. Оказывается, дерево Сinnamomum Сamphora -
или иначе камфорный лавр - является ботаническим
прекурсором, из которого могут быть получены
огромные количества углеродных нанотрубок. Это
замечательная идея, поскольку камфорные деревья
широко распространены почти во всех
субтропических странах, включая Китай, Японию,
Индию. Растут они и в Европе, и в Америке. От
одного крупного дерева можно получить примерно 3
тонны камфоры. Процесс извлечения простой
(отгонка с водяным паром), и камфора очень дешева
(~2 долл./кг). Материал нетоксичный, экологически
чистый, воспроизводимый. Кстати, Россия также
является крупным производителем камфоры (у нас
сырьем, в основном, служит хвоя сибирской пихты).
В лабораторных условиях авторы [1],
используя всего 0.5г камфоры, получили за один
эксперимент примерно 0.1г нанотрубок! Метод
синтеза безопасный, чрезвычайно простой и
недорогой - термическое разложение камфоры в
кварцевой трубе в атмосфере аргона при
нормальном давлении и 8750С. К камфоре
добавляется 1 вес.% ферроцена, при разложении
которого образуется железо - катализатор роста
нанотрубок. Весь процесс длится 15 минут (3 минуты
нагрев при 1900С и 12 минут - непосредственно
пиролиз при 8750С). Нанотрубки осаждаются на
стенки кварцевой трубы, при этом образуется ~ 90%
многостенных и 1-2% одностенных нанотрубок. На
плоской кварцевой подложке, помещенной в центре
трубы, вырастают "клумбы" из вертикальных
нанотрубок, где "переросшие" нанотрубки
выглядят как цветы. По данным просвечивающей
электронной микроскопии высокого разрешения
многостенные нанотрубки имеют диаметр 25-50нм,
длину - до 100мкм. Кристалличность их очень высока,
в отличие от кристалличности нанотрубок,
получаемых методом CVD. Концы их, как правило,
закрыты и очень острые. Одностенные нанотрубки
(диаметр ~1.22нм) вырастают на краях зоны
формирования, где температура пиролиза
несколько ниже. Они очень чистые, практически не
содержат металлических частиц. Выход
одностенных нанотрубок, вероятно, можно
увеличить, оптимизируя технологические условия.
Аморфный углерод в данном процессе не
образуется. Таким образом, метод имеет еще одно
преимущество - не требуется дополнительная
обработка нанотрубок после синтеза.
Diamond and Related Materials, 2003, 12, р.998-1002
PERST
О.Алексеева
Выскажите свое мнение на:
|
