Углеродная нанотрубка

Углеродная нанотрубка (англ. сarbon nanotube) – цилиндрическая молекула, состоящая из одних лишь атомов углерода. Имеет диаметр около 1 нанометра и длину от одного до сотен микрометров. Внешне выглядит как свернутая в цилиндр графитовая плоскость. Впервые обнаружена Сумио Ииджимой (корпорация NEC) в 1991 г. как побочный продукт синтеза фуллерена С60. Нанотрубки бывают однослойными и многослойными. Последние представляют собой несколько однослойных нанотрубок, вложенных одна в другую. Основная классификация нанотрубок проводится по способу сворачивания графитовой плоскости. Различают прямые (ахиральные) нанотрубки и спиральные (хиральные) нанотрубки. Нанотрубки обладают уникальными электрическими, магнитными и оптическими свойствами. Они могут быть как проводниками, так и полупроводниками. Нанотрубки на порядок прочнее стали. В настоящее время наиболее распространенным является метод термического распыления графитовых электродов в плазме дугового разряда. В результате такой обработки получается достаточно легкий и пористый материал, состоящий из многослойных нанотрубок со средним диаметром 20 нм и длиной около 10 мкм. Технология получения нанотрубок довольно сложна, поэтому в настоящее время нанотрубки - дорогой материал: один грамм стоит несколько сотен долларов США. На основе нанотрубок создаются диоды, полевые транзисторы, новые сверхпрочные и сверхлегкие композиционные материалы. Нанотрубки используются в качестве иглы для сканирующего туннельного и атомного силового микроскопа, а также для создания полупроводниковых гетероструктур. Созданы и опробованы прототипы тонких плоских дисплеев, работающих на матрице из нанотрубок. Разрабатываются технологии применения нанотрубок в биомедицине и криминалистике.

Тезаурус

 Углеродная нанотрубка (Carbon nanotube)

Тематический раздел (поле): Функциональные наноматериалы, Композиционные наноматериалы 

Функциональный разряд: Объект

Аскрипторы: Карбоновая нанотрубка, Графитовая трубка, Ахиральная нанотрубка, Хиральная нанотрубка

Отношения иерархические (род-вид): Углеродная нанотрубка → Линейные наноструктуры → Наноструктурированные материалы → Объекты, относящиеся к сфере нанотехнологий, их свойства

Отношения ассоциативные: Углеродная нанотрубка ~ Графитовая плоскость, Гетероструктура, Диод, Полевой транзистор, Графитовая бумага, Космическая лестница, Сканирующий туннельный микроскоп, Сверхпрочные нити, Светодиоды, Нейрокомпьютеры

 

Литература по теме:

1. H.W. Kroto, J.R.Heath, S.C. O’Brien, R.F. Curl, R.E. Smalley, C60: Buckminsterfullerene, Nature 318 162 (1985)
2. S. Iijima, Helical microtubules of graphitic carbon, Nature 354 56 (1991)
3. A. Oberlin, M. Endo, and T. Koyama. High resolution electron microscope observations of graphitized carbon fibers Carbon, 14, 133 (1976)
4. J.A.E. Gibson. Early nanotubes? Nature, 359, 369 (1992)
5. Л. В. Радушкевич и В. М. Лукьянович. О структуре углерода, образующегося при термическом разложении окиси углерода на железном контакте. ЖФХ, 26, 88 (1952)
6. L. X. Zheng et al. (2004). Ultralong Single-Wall Carbon Nanotubes. 3. pp. 673–676.
7. Mingo, N.; Stewart, D. A.; Broido, D. A.; and Srivasta, D. (2008). "Phonon transmission through defects in carbon nanotubes from first principles". Physical Review B 77: 033418.
8. Kolosnjaj J, Szwarc H, Moussa F (2007). "Toxicity studies of carbon nanotubes". Adv Exp Med Biol. 620: 181–204.
9. Porter, Alexandra (November 2007). "Direct imaging of single-walled carbon nanotubes in cells". Nature Nanotechnology 2 (11): 713–7
10. Gannon, Christopher J.; Cherukuri, Paul; Yakobson, Boris I.; Cognet, Laurent; Kanzius, John. S.; Kittrell, Carter; Weisman, R. Bruce; Pasquali, Matteo; Schmidt, Howard K.; Smalley, Richard E.; Curley, Steven A. (2007). "Carbon nanotube-enhanced thermal destruction of cancer cells in a noninvasive radiofrequency field". Cancer Dec. 2007: 2654.