チューブ – 日本

天気のカーボンナノチューブ

カーボンナノチューブの科学と技術

カーボンナノチューブは、優れた特性を有する黒鉛炭素分子スケールのチューブです。 彼らは知ら重いと最強の繊維の中で、注目すべき電子特性および他の多くのユニークな特徴を持っています。 ナノチューブに関する論文の数千人が毎年発行されると、このような理由から、彼らは、偉大な学術および産業の関心を集めています。 商用アプリケーションは、主に最高品質のナノチューブの製造コストが高いのは、しかし、開発がやや遅れています。
歴史

カーボンナノチューブに大きな関心今日はバックミンスターフラーレンの合成の直接的な結果であり、C60と他のフラーレンは、1985年に炭素が黒鉛とダイヤモンドに加えて、安定、秩序構造を形成することができるという発見は、炭素の他の新しい形を探すために、世界中の刺激の研究者です、 それはC60は全ての研究所で利用可能なアーク蒸発シンプルなツールで生成することができることを1990年に示されたときに、検索は、新たな弾みを与えられました。 これは、日本の科学者ことエバポレーター使用サミオ・イエヒマしばしばはるかに長く、少なくとも2層を含む1991関連フラーレンチューブにカーボンナノチューブを発見し、約3nmから30nmと外径の範囲であったが。 彼らは常に、両端で閉じられています。

画像(左)に示されているいくつかの多層ナノチューブの透過電子顕微鏡写真。 1993年には、カーボンナノチューブの新しいクラスが一層のみで、発見されました。 単層ナノチューブは、典型的には1〜20nmの範囲の直径を有する、多層チューブよりも一般に狭い、そして右はすぐに新たな繊維は、種々の顕著な特性を有することが確立された典型的な単層チューブの一部を示してややlurus.Gambarより湾曲する傾向がある(参照以下)、これは、カーボンナノチューブの研究の爆発を引き起こしました。 カーボンナノチューブは、触媒をその結果、この飯島の発明前に、長年知られていること、しかし、注意することが重要です。 最初のチューブが広い関心を励起しない主な理由は、彼らが構造的に、より完璧であるということですので、それは非常に興味深い特性を有しています。 最近の研究では、製造された触媒ナノチューブの質の向上に焦点を当てています。

構造

各原子を有するカーボンナノチューブでSp²結合は、グラファイトのように、3つのネイバーに接合されています。 管は、従って、グラフェンの巻き上げシート(グラフェンは、人々のグラファイト層である)と考えることができます。 以下の図に示すように、グラフェンシートが、チューブに圧延することができる3つの方法があります。

「椅子」(左上)と「ジグザグ」(中央左)として知られている最初の二つは、対称度が高いです。 用語「椅子」や「ジグザグ」は周囲に六角形の配置を指します。 実際には、最も一般的である第三級管は、キラルとして知られ、意味は、2ミラー関連の形態で存在することができます。 キラルナノチューブの例は、左下に示されています。

ナノチューブの構造が可能 グラフェンシートが巻き取られる方法を定義するベクトル(n、m)は、によって決定されます。 これは、右図を参照して理解することができます。 原子標識1(6.3).Thisが全てジグザグチューブ0 = M図から分かるように重畳された(0,0)標識されたように(6,3)のインデックスを有するナノチューブを製造するために、シートを圧延し、前記シートチューブのすべてについて、nは= Mつつ。

ブレンド

最高品質のナノチューブを生成するアーク蒸着法は、ヘリウム雰囲気中で2つのグラファイト電極間に約50アンペアの電流を流すことを含みます。 これは、グラファイトは、壁とカソードでの反応容器の一部に、結露のほとんどを蒸発させる原因となります。 これは、カーボンナノチューブを含むカソード上の堆積物です。 CoおよびNiまたは他の金属がアノードに添加される場合、単層ナノチューブが生成されます。 いない以前場合、そのカーボンナノチューブはまた、炭化水素、複数の触媒として炭素を含むガスを通過させることにより製造することができる、1950年代から知られています。 触媒は、金属のナノサイズ粒子、通常のFe、CoやNiから構成されています。 これらの粒子は、カーボンへのガス分子の分解を触媒し、そして次いで、チューブを最終的に金属粒子と成長し始めました。 これは、単層ナノチューブは、また、触媒を製造することができることが1996年に示しました。 このようにして製造完璧カーボンナノチューブは、一般的にアーク蒸発によって作られたものより貧しい持っていますが、技術の主要な改良点は、近年行われています。 以上のアーク蒸発の触媒合成の大きな利点は、生産量にスケールアップすることができることです。 カーボンナノチューブを作るための第三の重要な方法は、金属 – グラファイトターゲットを蒸発させるために強力なレーザーを使用することを含みます。 これは、高い収率で単一壁管を製造するために使用することができます。

プロパティ

炭素 – 炭素sp。の強さは、カーボンナノチューブの驚くべき機械的特性を提供yang²ikatan。材料の剛性は、そのヤング率、適用された株とスルーレートに換算して測定されます。 ナノチューブのヤング率は1.000 GPaで最高と高くすることができることを鋼よりも高いおよそ5倍。 ナノチューブの違反の引張強度、又は歪みは、鋼よりも約50倍高い最大63 GPaであってもよいです。 これらのプロパティは、航空宇宙などのアプリケーションでそれらを大きな可能性を与えて、軽量なカーボンナノチューブと相まって。 それも、ナノチューブは、「宇宙エレベーター」、ケーブル地球から宇宙最初のアーサー・C・クラークが提案して使用できることが示唆されています。 カーボンナノチューブの電子的特性も顕著です。 特に注目すべきナノチューブは、その構造に応じて、金属や半導体にすることができるという事実です。 他の人が複数のシリコンのように動作しつつ、いくつかのナノチューブは、銅よりも高い導電率を有します。 ナノチューブからナノスケールの電子デバイスを構築し、いくつかの進歩がこの分野で行われている可能性に大きな関心が寄せられています。 しかし、我々が定義されたパターンで、ナノチューブの数千人を整理する必要がある、と私たちはこれを達成するために必要な制御のレベルを持っていない便利なデバイスを構築するためです。 カーボンナノチューブが使用された技術のいくつかの領域があります。 これらは間違いなくより多くのアプリケーションにつながるフラットパネルディスプレイ、走査型プローブ顕微鏡及びカーボンナノチューブから一意penginderaan.Sifat装置を含みます。

ナノホーン

キャップに似た単層カーボンナノチューブの形態とコーンが最初に1994年にピーター・ハリス、エドマンツァンらによって考案されました(私たちの論文を見るにはこちらをクリックしてください)。 で述べたように彼らは、科学者NECによって発見されなかった、ここで私たちの論文を参照してください)。 で述べたように彼らは、科学者NECによって発見されなかっプレスリリース。 これらは高温熱処理フラーレンすすによって製造されている-をクリックし、ここで 、典型的な絵を見るために。 飯島澄男さんのグループはその後、彼らはまた、グラファイトのレーザーアブレーションによって製造することができることを示した、と彼らに名前「ナノホーン」を与えました。 このグループは、吸収及び触媒ナノホーンは、顕著な特性を有することが示されており、それらは燃料電池の新世代の成分として用いることができます。 詳細については、 NECのプレスリリースやニュースからのCNNを

リンク・ナノチューブ

C&ENのカーボンナノチューブの歴史

カーボンナノチューブ上のWikipediaの記事

呼ばれる優れたプログラムナノチューブモデラーからJCrystal

概要カーボンナノチューブの物性トーマスA.アダムスIIによって

丸山茂夫はあるギャラリーアニメーションナノチューブ

サイトナノ

カーボンナノチューブおよび関連材料の商業的な供給

拒否

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Nanowerk:無料ナノ材料データベース

SESの研究

Arknano(上海)

Readeの先端材料

Vulvoxナノ/バイオテクノロジー株式会社

ハイペリオン触媒作用インターナショナル

Nanocs株式会社

Eikos(ナノチューブ膜)

安いチューブ、株式会社

NanoLab株式会社

ナノサイエンス・インスツルメンツ:原子間力顕微鏡用カーボンナノチューブのヒント

ヘリックスマテリアルソリューションズ

ナノ構造&アモルファスマテリアル株式会社

トーマススワン&Co株式会社(UK)

Nanocyl(ベルギー)

Reinste Nanoventures(インド)

FutureCarbon社(ドイツ)

日ナノテク株式会社(中国)

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