A szén nanocsövek (CNT)
Kedves Olvasó!
Korábbi
bejegyzésemben már volt szó az 1D nanoanyagokról (https://nanoblog-ti.blogspot.com/2020/08/1d-nanoanyagok.html), ezek közé tartozik a szén nanocső is. Nanocső alatt olyan anyagot értünk, mely részecskéinek a
csőátmérője a pár nanométeres tartományba esik (https://nanoblog-ti.blogspot.com/2020/08/mi-nano.html), míg a hosszuk lényegesen nagyobb ennél. A következő ábrán egy
szén nanocső halmazról készült TEM felvételt mutatok be, összehasonlítva egy
gombolyag fonállal. Természesen ez csak
szemléltetés (pl. a szén nanocső csöves szerkezetű, a fonál sokkal
hajlékonyabb…).
Szén nanocső halmaz
szemléltetése
Felfedezésük:
Az első közismert, szén nanocsövekkel (angolul: „carbon nanotube”, rövidítve: CNT)
kapcsolatos kísérleti eredmények Iijima
Sumio japán fizikus nevéhez fűződnek, aki 1991-ben a Nature folyóiratban
közölte ívkisüléssel porlasztott grafitrudakból előállított, többfalú szén
nanocsövekkel kapcsolatos úttörő kísérleti eredményeit és a nanocsövek
részletes jellemzését (S. Iijima, Nature,
354 (1991) 56-58). Meg kell azonban jegyezni, hogy nem ez volt az első publikáció a
szén nanocsövekre vonatkozóan! Az első, szén nanocsövekről készült felvételeket
már 1952-ben publikálták (L.V. Radushkevich, V.M.
Lukyanovich, Russian Journal of Physical Chemistry, 26 (1952), 88-95)!
Szén nanocső felfedezése
(L.V. Radushkevich, V.M. Lukyanovich, Russian Journal of Physical
Chemistry, 26 (1952), 88-95; S. Iijima, Nature, 354 (1991) 56-58)
Iijima Sumio publikációját,
amit a CNT-k felfedezéséről írt 1991-ben, már több mint 35719 alkalommal idézték (Scopus, 2020.09.26.11:23). Ezt a számot szokás hivatkozási számnak is nevezi, ami egy
„jóságmutató”, azt a számot jelöli, hogy az adott publikációdat hányszor
használták fel mások a munkájuk (leírása) során. Viszonyításként megjegyezném,
hogy a kémia vonalon (!) az MTA doktori címre pályázók pár ezer hivatkozással
rendelkeznek a teljes publicitásukra vonatkozva! És csak úgy megjegyezném, hogy
Ildike (igen, én) összesen mindössze 542 független hivatkozással rendelkezem.
Szóval, kicsit messze még a cél :D
Csoportosításuk:
Kicsit tudományosabban megfogalmazva a szén nanocsövek szén atomok
alkotta, 0,9 nm-nél kisebb belső átmérőjű, hengeres csövek, melynek falát
grafitrétegek alkotják. A szén nanocsövek többféle szempont alapján is csoportosíthatók:
I. a grafitrétegek száma alapján (azaz mennyi az „egymásban lévő hengerek száma”):
a) egyfalú szén nanocső(SWCNT)
b) többfalú szén nanocső (MWCNT)
II. vezetőképességük alapján:
a) fémes
b) félvezető
III. térbeli elrendeződésük alapján:
a) egyedül állók (vagyis véletlenszerűek)
b) merőlegesen egy felülethez (szubsztráthoz) rögzítettek (vagyis
rendezettek)
Az egyfalú szén nanocső:
Az egyfalú nanocső egy tökéletes hengerré tekert, egyetlen atom
vastagságú grafitréteg, amelynek átmérője kisebb, mint a többfalú nanocsöveké.
Az egyfalú nanocső, a grafitsík csővé tekeredésének jellemzőitől függően, változatos
tulajdonsággal rendelkezhet.
Az egyfalú nanocsövek szerkezeti felépítésük alapján három fő
csoportra oszthatók:
a) ”cikk- cakk”
b) karosszék
c) királis
A többfalú szén nanocső:
A többfalú
nanocsövek nagyfokú változatosságot mutatnak a csövek átmérője, azok egymáshoz
viszonyított távolsága, illetve az egymásba épülő csövek száma alapján. A
többfalú nanocsövek koaxiálisan egymásban elhelyezkedő egyfalú csövekből
épülnek fel úgy, hogy a hengerek egymástól 0,34 nm távolságra helyezkednek el.
Az egymásba épülő csövek száma 2-től több tízig, vagy akár 100-ig is változhat.
Különböző felépítésű egyfalú illetve egy kétfalú
nanocső sematikus ábrái
Üdvözlettel: Ildi
Kontakt: ildiko.toth@chem.u-szeged.hu
A kutatás a Magyar Tudományos Akadémia Bolyai János Kutatási Ösztöndíj Kuratóriumának szakmai támogatásával készült.
