новые химические технологии
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОИСК    

НА ГЛАВНУЮ 

СОДЕРЖАНИЕ:

НАУКА и ТЕХНОЛОГИИ

Базовая химия и нефтехимия

Продукты оргсинтеза ............

Альтернативные топлива, энергетика ...........................

Полимеры ...........................

ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА

Мнения, оценки ...................

Законы и практика ...............

Отраслевая статистика .........

ЭКОЛОГИЯ

Промышленная безопасность

Экоиндустрия .......................

Рециклинг ............................

СОТРУДНИЧЕСТВО

Для авторов .........................

Реклама на сайте ................

Контакты .............................

Справочная .........................

Партнеры ............................

СОБЫТИЯ ОТРАСЛИ

Прошедшие мероприятия .....

Будущие мероприятия ...........

ТЕНДЕРЫ

ОБЗОРЫ РЫНКОВ

Анализ рынка сумок и пакетов из спанбонда
Анализ рынка гидролизированного коллагена в России
Исследование мирового рынка вазелина
Исследование рынка марганцевой руды в России
Анализ рынка этилендиамина в России
Анализ рынка триэтилентетрамина в России
Анализ рынка диэтилентриамина в России
Анализ рынка полиэтиленполиамина в России
Анализ рынка микробарита в России
Исследование рынка синтетических моющих средств в России

>> Все отчеты

ОТЧЕТЫ ПО ТЕМАМ

Базовая химия и нефтехимия
Продукты оргсинтеза
Синтетические смолы и ЛКМ
Нефтепереработка
Минеральные удобрения
Полимеры и синтетические каучуки
Продукция из пластмасс
Биохимия
Автохимия и автокосметика
Смежная продукция
Исследования «Ad Hoc»
Строительство
In English
  Экспорт статей (rss)

Полимеры

УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ: технологии будущего сегодня


Ричард Смолли, ученый и профессор университета Райс, ответил на вопросы по поводу появления новых тенденций в области нанотехнилогий углеродных нанотрубок.

 

Ричард Смолли, ученый и профессор университета Райс, ответил на вопросы по поводу появления новых тенденций в области нанотехнилогий углеродных нанотрубок (CNT) на фоне прошедших недавно Конференции по полимерным нанокомпозитам, состоявшенйся в Университете Лихай, Пенсильвания, США, Конференции о нанокомпозитах за 2007 год, состоявшейся в Брюсселе, Бельгия, а также Конференции Нанополимеры 2007, состоявшейся в Берлине, Германия.


Ричард Смолли, профессор университета Райс, лаборатория углеродных нанотехнологий, председатель Carbon Nanotechnologies, Inc.

– В качестве введения расскажите нам, какие основы CNT должны понимать конечные пользователи и поставщики?
– Углеродные нанотрубки (CNT) представляют собой цилиндрические материалы, родственные фуллерену и изготовленные из углерода. Их диаметр измеряется на наноуровне. Углеродная нанотрубка была открыта в 1991 году д-ром Сумио Иидзима из корпорации NEC Corporation, она является пятой аллотропной модификацией углерода. Другими четырьмя базовыми формами углерода являются «алмаз», «графит», «некристаллический материал» (например, древесный уголь) и «молекулы фуллерена» (например, бакминстерфуллерен, состоящий из 60 молекул углерода, собранных в структуру в виде футбольного мяча), который был открыт 1985 году сэром Гарольдом Крото (Университет Сассекса), Ричардом Смолли (Университет Райс) и Робертом Керлом (Университет Райс).

 


Рисунок 1: Аллотропные модификации углерода.

Открытые в 1991 году нанотрубки были многослойными (MWNT), то есть представляли собой углеродные концентрические цилиндры сходной графитовой структуры, которые удерживаются вместе слабыми межмолекулярными силами. В 1993 году однослойные углеродные нанотрубки (SWNT) были независимо друг от друга открыты Сумио Иидзимой и, приблизительно в то же время, исследователями из корпорации IBM. MWNT обладают более слабыми свойствами, чем SWNT, и изучены не так хорошо вследствие более комплексной структуры.

Однако их легче производить, и они гораздо дешевле, поэтому более привлекательны для коммерческого применения. Материалы из углеродных нанотрубок обладают нестандартными электрическими и прочностными свойствами, а также вязкостью, что делает их потенциально применимыми в самых различных областях. Эти уникальные и многообещающие свойства привлекли внимание исследователей всего мира, что повлекло появление как научных, так и коммерческих проектов НИОКР.

 
Рисунок 2: Модели MWNT и SWNT.

– Каким образом неустойчивость структуры CNT можно превратить в электропроводность?
– Углеродные нанотрубки обладают множеством структур, которые различаются по длине, толщине, виду спирали или хиральности, а также по количеству слоев. Структуру SWNT лучше всего можно описать как лист графита (графен) толщиной в один атом, который создается из бензоидных гексагональных колец углеродных атомов, внедренных в бесшовный цилиндр. Графеновый лист можно внедрять различными способами, создавая при этом различные виды углеродных нанотрубок. К трем главным разновидностям относятся кресло с ручками, зигзаг и хиральная или ассиметрическая структура.

Несмотря на то, что CNT производятся практически из одного и того же графенового листа, их электрические характеристики различаются. Они действуют как металлы или полупроводники в зависимости от спиральности или хирального угла, который представляет собой угол между осью гексагональной структуры трубки и осью трубки. Когда графеновый лист внедряется вдоль так называемой линии зигзага, таким образом, что ось цилиндра становится параллельной линиям кресла, то большинство трубок будут «металлическими». С другой стороны, если листы внедрять в другом направлении, непараллельном линиям зигзага и кресла, то SWNT, скорее всего, приобретет свойства полупроводника.


 

Рисунок 3: Структуры SWNT.

 

– Какие из новых технологий смогут развить производство однослойных углеродных нанотрубок (SWNT)?
– Исследовательский центр AMES, входящий в структуру NASA, разрабатывает расширяемый реактор вертикального течения для контроля параметров роста углеродных нанотрубок, например, диаметра и свойств хиральности/электрических свойств. Реактор предназначен для недорогого производства углеродных нанотрубок более крупными сериями.

Параллельный поток предшественника катализатора (например, ферроцена) направляется в кварцевую трубу с предшественником углеводородного роста (например, метаном), при этом он проходит через многозональный нагреватель трубчатой печи.

Метод доставки предшественника катализатора, имеющий ключевое значение для нуклеации наночастиц катализатора, в настоящее время представляет собой выпаривание предшественника твердого металла в поток газа-носителя. В других итерациях будут изучаться различные методы, в том числе метод электрораспыления, у которого может быть дополнительное преимущество – зарядка наночастиц, предотвращающая агломерацию.

Также разрабатывается оптическая диагностика в потоке для контроля реактора в реальном времени при помощи рамановской спектроскопии и флуоресценции. Эти устройства диагностики обнаруживают и классифицируют нанотрубки на стадии первичного формирования до концентрации, а также наблюдают за процессом концентрации нанотрубок во время газовой фазы таким образом, что условия в реакторе можно отрегулировать для контроля скорости формирования нанотрубок, диаметров и хиральности. Эксперименты будут предназначены для оптимизации производства SWNT. Среди изучаемых параметров коэффициент скорости катализатора/углеводорода, пространственный профиль температур, температура в реакторе, установки электрораспыления, а также различные составы катализатора/углеводорода.


 

Рисунок 4: Расширяемый реактор вертикального течения для производства SWNT.

– Какие существуют области исследований, уникальные для углеродных нанотрубок с двойными стенками (DWNT)?
– Carbon Nanotechnologies, Inc. (CNI) выводит на рынок углеродные нанотрубки с двойными стенками (DWNT). Они производятся на расширенном опытном производственном участке компании. Поскольку поведение DWNT сходно с поведением SWNT, то у них имеются уникальные свойства, применимые в определенных областях.

Технология производства DWNT входит в комплект прав интеллектуальной собственности, разработанной лауреатом Нобелевской премии д-ром Ричардом Смолли. Она лицензируется Университетом Райс исключительно для CNI, которая начала экспериментальное производство SWNT после создания компании в 2000 году. С тех пор она расширила производсвенные мощности. Работая со своими клиентами, CNI определила, что у других углеродных нанотрубок малого диаметра, например DWNT, имеются определенные преимущества, которые используют некоторые конечные пользователи. Например, SWNT с диаметром 2 нанометра, не такая жесткая, как DWNT аналогичного диаметра. К тому же, существует возможность задействовать внешнюю трубку DWNT, а внутреннюю оставить нетронутой. В ответ на эти разработки CNI усовершенствовала процесс производства и расширила ассортимент продуктов, в который теперь входит DWNT и различные смеси, содержащие SWNT и DWNT.

SWNT и DWNT обладают исключительным свойством, которое заключается в их способности собираться в тросы, и, аналогично другим полимерным материалам, иметь кристаллические, полукристаллические и аморфные участки. Способность контролировать такие тросовые структуры становится важным атрибутом различных областей, а способность регулировать по необходимости диаметр и создавать смешанные структуры значительно расширяет набор свойств углеродных нанотрубок малого диаметра. CNI владеет более чем 100 выданных и ожидающих выдачи патентов, в которые включены более 4000 заявок. Компания установила эксклюзивные взаимоотношения с корпорацией Sumitomo Corporation с целью продвижения и распространения своих продуктов в Японии.

Таблица 1. Стандартные свойства углеродных нанотрубок-Carbon Nanotechnologies, Inc.

Свойство

SWNTDWNTMWNTУглеродное волокно
Максимальная плотность (г/см2)0.940.772.102.0
Диаметр (мм)1-52-613-507,000+
Длина (мм)1-302-5010-500-
Соотношение длины и диаметра1,000-5,000500-12,0002,000-20,000-
Модуль упругости (ГПа)1,200-1,7001,000-2,0001,000-3,700200-700
Предел прочности на разрыв (ГПа)300-1,500(в теории)300-1,000300-600(в теории)2-7
Теплопроводность (WmK)3,0001,500-3,0001,5002-1,200
Удельное сопротивление (mW см)0,030,03-0,10,1100
Разрушение при растяжении (%)20-4020-4020-402

 

Любовь Олиферова,
по материалам
www.specialchem4polymers.com

Версия для печати | Отправить |  Сделать стартовой |  Добавить в избранное

Куплю

19.04.2011 Белорусские рубли в Москве  Москва

18.04.2011 Индустриальные масла: И-8А, ИГНЕ-68, ИГНЕ-32, ИС-20, ИГС-68,И-5А, И-40А, И-50А, ИЛС-5, ИЛС-10, ИЛС-220(Мо), ИГП, ИТД  Москва

04.04.2011 Куплю Биг-Бэги, МКР на переработку.  Москва

Продам

19.04.2011 Продаем скипидар  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем бочки новые и б/у.  Нижний Новгород

Материалы раздела

БИОПРОИЗВОДНОЕ ПОЛИЭФИРНОЕ ВОЛОКНО ECO CIRCLE PLANTFIBER
СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ INDUSTRIUM
ПОЛИМЕРЫ ИЗ CO2
DUPONT CORIAN В ОТДЕЛКЕ МЕТРО В НЕАПОЛЕ
ЖЕЛЕЗООКИСНЫЕ ПИГМЕНТЫ для ЛИТИЙ-ИОНЫХ БАТАРЕЙ
ШЛЕМЫ ИЗ СКРАПА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT CORIAN в ИНТЕРЬЕРАХ «АЭРОЭКСПРЕСС»
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ СТОЙКОСТЬ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ?
КАБЕЛЬНЫЕ ЛОТКИ CABLOFIL
ОБЛЕГЧЁННЫЕ ПЛИТЫ SUPERPAN STAR
ПЕРВЫЕ КАРБОНОВЫЕ ДИСКИ
БУДУЩЕЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СВЕТОДИОДОВ
НОВЫЕ ПЛЕНКИ для ОПК
БРОНЯ НА ОСНОВЕ САПФИРА
ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ BASF ДЛЯ АВТОПРОМА
НОВЫЕ ПОЛИМЕРЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
ПОЛИМЕРЫ из ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
ГИБКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ
ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ ФОТОВОЛЬТАИКА
ПОЛИМЕРЫ из ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
КОМПОЗИТЫ, АРМИРОВАННЫЕ УГЛЕВОЛОКНОМ
НОВЫЕ ПРОДУКТЫ ИЗ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
НОВЫЕ РАСТВОРНЫЕ БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫХ КАУЧУКИ (S-SBR) «LANXESS»
НАНОПОКРЫТИЯ для ТЕПЛИЦ
НОВЫЕ АДГЕЗИВЫ 3M для ЭЛЕКТРОНИКИ
ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ
БОЛЬШЕ ГРУЗОВ МОЖНО ПЕРЕВОЗИТЬ В БИГ-БЕГАХ
БИОИЗОПРЕН – БУДУЩЕЕ ШИННОЙ ОТРАСЛИ
«БЕЛКОВЫЕ» МИКРОСХЕМЫ
НОВЫЙ КОАЛЕСЦЕНТНЫЙ ФИЛЬТР GE
АВТОМАТИЗАЦИЯ на «ГАЛОПОЛИМЕРЕ»
НОВАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ BASF
ПОЛИЭФИРНЫЕ ТКАНИ ECO STORM
ОПАСНОСТЬ ДЕТСКОЙ БИЖУТЕРИИ
ПОЛУЧЕНИЕ ТОНКОСЛОЙНОГО ФТОРОПЛАСТОВОГО ПОКРЫТИЯ
УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА В АВТОПРОМЕ
«УМНАЯ» СИСТЕМА RFID КОНТРОЛЯ
«ХОЛЛОФАЙБЕР» как МЕЖВЕНЦОВЫЙ УТЕПЛИТЕЛЬ
НОВЫЙ ПРОТЕКТОРНЫЙ АГРЕГАТ «НИЖНЕКАМСКШИНА»
ЗАЩИТНЫЕ МАТЫ NEOPOLEN НА СПОРТИВНЫХ ТРАССАХ
НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT НА ЕВРО-2012
ПЕРЕРАБОТКА БИОМАССЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЦБК
KELLOGG BROWN: технология получения пропилена из нафты

>>Все статьи

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Copyright © Newchemistry.ru 2006. All Rights Reserved