УНИВЕРСИТКЕТІ ФУЛЛЕРЕНДЕР ЖӘНЕ ТУБУЛЯРЛЫҚ

Фуллерендер және тубулярлық наноқұрылымдар

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ М. ӘУЕЗОВ атындағы ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТКЕТІ

Орындаған: Садувахасова М. Ы

Тобы: ЕП-19-3к2

Қабылдаған:Баймен Г

Шымкент 2020ж.

Алғашқы фуллеренді, яғни осы қосылыстар класының өкілі бакминстерфуллерен (C60) 1985 жылы Райс Университетінде (Хьюстон, штат Техас, АҚШ) Ричард Смолли, Роберт Керл, Джеймс Хит, Шон О'Брайен және Гарольд Крото графитті лазерлі сәулелендіру арқылы, плазманы синтездеу жолымен алды. 1990 жылы В. Кретчер және Д. Р. Хоффман қатты фуллерендерді микрокристалдар түрінде синтездеп алды.

Фуллерендер - көміртегінің аллотроптық формалар классына кіретін молекулалық қосылыстар (алмаз, графит және карбин) . Фуллерен молекуласы 20 алты бұрышты және 12 бес бұрыштыатомдардан құралған футбол добына ұқсас болады (өлшемі метрден миллиард есе кіші) . Бұл тұрақты форманы С60 фуллерені деп атайды.

Доп сияқты формадағы фуллеренді тасымалдағыш Фуллерендер көміртек атомының саны n=30-120 болатын қуыс сфералы кластерлер. С60, C70, C76 және тағы басқа фуллерендер жеткілікті мөлшерде алынатыны белгілі. С60 формасы ең тұрақтысы және тағы басқа фуллерендер жеткілікті мөлшерде алынатыны белгілі

Фуллереннің ионизация потенциалы-7, 6эв, электронға тартқыштық- 2, 6-2, 8эв. C2 “жұлып алу” және C 58 түзілуінің диссоциация энергиясы- 4, 6эв.

С70 фуллерені жоғары температураға дейін қатты күйде сақталады ssub H0 298. 15 =200. 3 кДж/моль. Газды ортада түзілу энталпиясы sf H0 =2755 кДж/моль, С70 қаныққан буының қысымы: lnP(кПа) =19, 3-22835/T (температураТ=1100К болғанда р=200 Па) . Осылай, фуллерендерді жинайтын жазықтық Т<800К С60 үшін және Т<900 К С70 үшін. Керісінше конденсацияны болдырмау жазықтық температурасы С60 үшін Т>1100 К және С70 үшін Т>1200 К болу шарт.

С60 молекуласы өзінің термиялық тұрақтылығын 1700 К дейін сақтайды, жоғары температураларда ол баяу ыдырайды. Т=1720 К болғанда ыдырау жылдамдығының константасы nр =10 с-1 тең, ал Т=1970К -nр =300 с-1

Нанотүтікше. 1991 жылы профессор Сумио Иидзима ұзын көміртекті цилиндр - нанотүтікті байқаған. Нанотүтік - диаметрі бірнеше нанометр, ал ұзындығы оншақты микрон болатын милиондаған көміртегі атомынан тұратын молекула. Адамның шашының қалыңдығынан 100 мың есе аз нанотүтіктер сирек кездесетін өте берік материал болып шықты. Олар болаттан 50-100 есе берік, әрі тығыздығы алты есе аз.

Нанотүтікшелерден косманавттар, өрт сөндірушілерге арналған ыңғайлы киімдер тігу үшін, өте берік және жеңіл композиттік материал, микроскопқа шатыр жасауға болады. Олар өзінің салмағынан бірнеше тонна артық жүкке шыдайды. Ғалымдар соңғы кезде нанотүтікшелердің ішіне басқа дененің атомдарын енгізіп, олардың қасиеттерін (тіпті изоляторды өткізгішке) езгертуге болатындығын тәжірибе жүзінде дәлелдеді. Микроприборларда оларды сым ретінде қолданса, таңқалатыны, бойымен тоқ жүргенде жылу бөлінбейді.

Нанотүтікшелерді алу әдістері

Наноөлшемді бөлшектерді алу, бөлу, бөліп алу және белгілі бір құрылымды нанозаттарды тазалау, белгілі материалдарға әртүрлі нанобөлшектерді қосудың әсерін зерттеу әдістерін дамыту мақсатындағы тапсырмалар қазіргі уақытта іргелі ғылыми мәселелердің қатарына жатады.

Нанотүтікшелерді синтездеу үшін әртүрлі реакторлардың көптеген нұсқалары қолданылады, алайда вакуумді камера ең жақсы типі болып отыр. Құрылғы белгілі бір қысымда үздіксіз гелий ағынын жасайтын, диффузионды сорғышпен жалғанған, шыны камерадан тұрады. Электродтар рөлін екі графит стержендері атқарады, оларды мүмкіндігінше суытып тұру қажет. Анод - диаметрі 6 мм ұзын стержень, катод стержені әлдеқайда қысқа және диаметрі 9 мм. Доғалы буландыру кезінде екі электрод арасындағы қуыс тұрақты болуы керек (шамамен 1 мм) . Разряд тұрақты 20 вольт кернеуде жасалынады. Тоқ стержень диаметріне, олардың ара қашықтығына, газ қысымына және т. б. тәуелді, бірақ қысым әдетте 50-100 А диапазонында болады. Доғаны жағу үшін анодты біртіндеп катодқа қарай жылжытып отырады.