Nanorör utan kol

Ett nanorör utan kol är en cylindrisk molekyl som ofta består av metalloxider eller grupp III-Nitrider och morfologiskt liknar ett kolnanorör . Nanorör utan kol har observerats förekomma naturligt i vissa mineralfyndigheter.

Några år efter att Linus Pauling nämnde möjligheten till krökta skikt i mineraler redan 1930, visade sig vissa mineral som vit asbest (eller krysotil) och imogolit faktiskt ha en rörformig struktur. De första syntetiska nanorören utan kol dök dock inte upp förrän Reshef Tenne et al. rapporterade syntesen av nanorör sammansatta av volframdisulfid (WS 2 ) 1992.

Under de mellanliggande åren har nanorör syntetiserats av många icke-kolmaterial, såsom vanadinoxid och manganoxid , och forskas för sådana applikationer som redoxkatalysatorer och katodmaterial för batterier .

Historia och förekomst

Nanorör utan kol liknar morfologiskt kolnanorör och observeras i vissa mineralfyndigheter av naturligt ursprung. Syntetiska strukturer av denna typ rapporterades först av gruppen Reshef Tenne 1992.

Material

Typiska nanorörsmaterial utan kol är 2D-skiktade fasta ämnen såsom volfram(IV)sulfid (WS 2 ), molybdendisulfid (MoS 2 ) och tenn(IV)sulfid (SnS 2 ). WS 2 och SnS 2 / tenn(II) sulfid (SnS) nanorör har syntetiserats i makroskopiska mängder. Men traditionell keramik som titandioxid (TiO 2 ), zirkoniumdioxid (ZrO 2 ) och zinkoxid (ZnO) bildar också nanorör utan kol. Nyare nanorörs- och nanotrådsmaterial är övergångsmetall / kalkogen / halogenider (TMCH), som beskrivs av formeln TM 6 C y H z , där TM är övergångsmetall ( molybden , volfram , tantal , niob ), C är kalkogen ( svavel , selen ) , tellur), H är halogen ( jod ), och sammansättningen ges av 8,2<(y+z)<10. TMCH-rör kan ha en subnanometerdiameter, längder inställbara från hundratals nanometer till tiotals mikrometer och visar utmärkt spridningsförmåga på grund av extremt svag mekanisk koppling mellan rören.

koppar- och vismutnanorör skapades i laboratoriet .

Egenskaper och potentiella tillämpningar

Nanorör utan kol är ett alternativt material till bättre utforskade kolnanorör, som visar fördelar som enkel syntetisk tillgång och hög kristallinitet , bra likformighet och spridning , fördefinierad elektrisk ledningsförmåga beroende på utgångsmaterialets sammansättning och nålliknande morfologi, god vidhäftning till ett antal polymerer och hög slagtålighet. De är därför lovande kandidater som fyllmedel för polymerkompositer med förbättrade termiska , mekaniska och elektriska egenskaper. Målapplikationer för denna typ av kompositer är material för värmehantering, elektrostatiska avledare, slitskyddsmaterial , solcellselement , etc. Nanorör utan kol är tyngre än kolnanorör och inte lika starka under dragpåkänning , men de är särskilt starka under kompression, leder till potentiella tillämpningar i slagtåliga tillämpningar som skottsäkra västar .

Den mekaniska styrkan hos cellulosafibrer kan ökas med en storleksordning genom att endast lägga till 0,1 viktprocent TMCH nanorör, och mätningar av elektrisk ledningsförmåga hos polykaprolakton dopad med TMCH nanorör visade ett perkolativt beteende med en extremt låg perkolationströskel . Tillsatsen av WS 2 nanorör till epoxiharts förbättrade vidhäftning , brottseghet och spänningsenergifrisättningshastighet. Slitaget på den nanorörsförstärkta epoxin var åtta gånger lägre än för ren epoxi. WS 2 nanorör var också inbäddade i en poly(metylmetakrylat) (PMMA) nanofibermatris via elektrospinning. Nanorören var väl spridda och inriktade längs fiberaxeln. Den förbättrade styvheten och segheten hos PMMA-fibernät med hjälp av tillsats av nanorör utan kol kan ha potentiella tillämpningar som stötdämpande material.

Optiska egenskaper hos halvledarkvantprick-nanorörshybrider avslöjar effektiv resonansenergiöverföring från kvantpunkten till nanorören utan kol vid fotoexcitation. Nanoenheter baserade på endimensionella nanomaterial är tänkta för nästa generations elektroniska och fotoelektroniska system med liten storlek, snabbare transporthastighet, högre effektivitet och mindre energiförbrukning. En höghastighetsfotodetektor för synligt och nära infrarött ljus baserad på individuella WS 2 nanorör har förberetts i laboratoriet. Nanorör utan kol är ihåliga och kan fyllas med ett annat material, för att bevara eller styra det till en önskad plats eller generera nya egenskaper i fyllnadsmaterialet som är begränsat till en diameter i nanometerskala. För detta mål gjordes nanorörshybrider utan kol genom att fylla WS 2 nanorör med smält bly-, antimon- eller vismutjodidsalt genom en kapillärvätningsprocess, vilket resulterade i PbI 2 @WS 2 , SbI 3 @ WS 2 eller BiI 3 @ WS 2 kärna-skal nanorör.

Biomedicinska tillämpningar

Volframdisulfid nanorör har undersökts som förstärkningsmedel för att förbättra de mekaniska egenskaperna hos biologiskt nedbrytbara polymera nanokompositer för benvävnadstekniska tillämpningar. Tillsats av ~0,02 viktprocent av nanorör av volframdisulfid förbättrade avsevärt kompressions- och böjningsmekaniska egenskaper hos poly(propenfumarat) nanokompositer, större än kolnanorör. Detta tillskrevs ökad spridning av nanorör av volframdisulfid i polymermatrisen, vilket möjliggör effektiv lastöverföring från matrisen till den underliggande nanostrukturen.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Non-carbon_nanotube&oldid=1143311613 "