• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Täiuslik nanotoru võib olla kuni ühe meetri pikkune ning 50 000 korda õhem kui juuksekarv

26.06.2012 by Stiina Kristal Leave a Comment

Õige temperatuuri ning katalüsaatori korral ei leidu ühtegi põhjust, miks täiuslik üheseinaline süsiniknanotoru ei võiks kasvada kuni ühe meetri pikkuseks ning olla inimese juuksekarvast 50 000 korda õhem.

Nanotoru defektid paranevad väga kiiresti raua katalüsaatori ümbruses asuval väikesel alal - seda isegi enne, kui nad nanotoru seinani jõuavad. Pilt: Feng Ding/Rice/Hong Kong Polytechnic

Sellise tulemuse said Rice’i Ülikooli, Kongi Polütehnikumi ja Tsinghua Ülikooli teadlased oma arvutustes, uurides iseparanemise mehhanismi, mis võiks sellise hämmastava kasvu tegelikkuseks muuta. Antud tulemus on oluline teadlastele, kes peavad kõrgkvaliteedilisi süsiniknanotorusid uute materjalide valmistamise aluseks. Kui selliseid nanotorusid saaks pikkadeks kaabliteks kerida, saaks neid ka tuleviku energiavõrgustikes kasutada, kirjutab Sciencedaily.com.

Uurimusest selgus, et tavalistest katalüsaatoritest on topoloogiliste defektide parimaks ja kiireimaks parandajaks on raud. Sellised defektid – liiga paljude või väheste aatomitega rõngad – tekivad nanotorude valmistamisel paratamatult ning mõjutavad nende väärtuslikke elektroonilisi ja füüsilisi omadusi. Erinevate tegurite (eelkõige temperatuuri) õige kombinatsiooni korral võib esineda kineetiline iseparanemine, milles valesti asetsevad süsiniku aatomid suunatakse moodustama energeetiliselt eelistatud kuusnurki, mis on nanotorude ja grafeeni põhiliseks struktuuriühikuks. Selle muutuse tekkeks vajalike energiate saamiseks kasutasid teadlased tiheduse funktsionaalteooriat.

,,On üllatav, et kõikide potentsiaalsete defektide parandamine süsiniknanotorude kasvu ajal on üpriski lihtne,” lausus üks uurimust juhtinud teadlasi, Feng Ding. ,,Vaid vähem kui üks kümnest miljondikust defektist peab sellistele optimaalsetele kasvutingimustele vastu. Defektide paranemise kiirus on hämmastav.”

Kerge parandamise muudab lihtsaks tõsiasi, et nanotorude seintes ei eksisteeri mitte isoleeritud defektid, vaid et need esinevad alati 5/7 paaridena. Kui üks aatom lükatakse seitsmenurgalisest ringist viisnurka, saavad mõlemast ringist kuusnurgad.

Teadlased leidsid, et see muutus toimub kõige paremini siis, kui nanotorude kasvutemperatuuriks on umbes 930 Kelvinit. See on raudkatalüsaatori korral parandusteks optimaalne. Raual on kolmest tavalisest uuritud katalüsaatorist (raud, nikkel ja koobalt) madalaim energiabarjäär ning madalaim reaktsioonienergia.

Kui katalüsaatori ja kasvava nanotoru piirjoonel tekib 5/7 ring, peab paranemine toimuma väga kiiresti. Mida rohkem uued aatomid defekti nanotoru seinas edasi lükkavad, seda väiksema tõenäosusega see paraneb. Kui defekt asub katalüsaatorist rohkem kui nelja aatomi kaugusel, see ei parane.

Läbi simulatsioonide määrasid teadlased lisaks tõsiasja, et aeglasema kasvu korral võib saadav täiuslik nanotoru olla pikem. 700 Kelvini juures ühe sekundi jooksul umbes 1 mikromeetri võrra kasvav nanotoru võiks potentsiaalselt kasvada isegi kuni ühe meetri pikkuseks.

Allikas

Teadusartikkel: “Efficient Defect Healing in Catalytic Carbon Nanotube Growth“

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Jälgiti ammuennustatud aatomkollapsi
  2. Uus nanostruktuur pikendab patareide eluiga
  3. Räni ja Si/III-V pooljuhi kombinatsioonina efektiivsem laser
  4. Süsiniknanotorufiibrite valmistamine ja omadused
  5. Kortsutatav CNT-transistor
  6. Uus nanotehnoloogia muudab vajadusel soojuse elektrienergiaks
  7. Süsiniknanotorude realistlikud rakendused
  8. Varjatud nanostruktuuride kaardistamine
  9. IBM-i teadlased valmistasid süsinik nanotorudest 9 nanomeetrise läbimõõduga transistori
  10. Valmistati töökindlad mehaanilised mikropintsetid

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: nanotehnoloogia

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2023 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in