Karbon nanotüp filmler: sıraya girme | npg asya malzemeleri

Karbon nanotüp filmler: sıraya girme | npg asya malzemeleri

Anonim

Sıvı kristalimsi bir yüzey aktif cismi polimeri kullanılarak hizalanmış karbon nanotüplerin ince filmleri oluşturulabilir.

Karbon nanotüplerin elektronik, mekanik ve optik özellikleri, çeşitli teknolojik uygulamalarda kullanım için onları oldukça çekici kılar. Bununla birlikte, özelliklerinden en etkili şekilde faydalanmak için, nanotüpleri düzgün bir şekilde hizalamak gerekir - karbon nanotüplerinin düşük çözünürlüğe sahip olması ve dolayısıyla çözelti içinde iyi dağılma isteksizliği nedeniyle zor bir işlem. Tokyo Bilim Üniversitesi 1'den Kunihiko Okano, Ikuyo Noguchi ve Takashi Yamashita, her iki sorunu da çözen bir hazırlık yöntemi geliştirdi.

Karbon nanotüplerin çözünürlüğünün arttırılmasına yönelik bir yaklaşım, onları çözündürücü gruplarla birleştirmektir. Kovalent modifikasyon, fiziksel özelliklerine zarar verebilecek yapısal değişikliklerle sonuçlandığından, mevcut yaklaşımların çoğu, "supramoleküler fonksiyonalizasyon" olarak bilinen şeye dayanmaktadır - çözündürücü grupların nanotüplere birçok zayıf moleküllerarası kuvvetin bir kombinasyonu ile bağlanması.

Yamashita ve meslektaşları, supramoleküler bir yaklaşımı benimsemiş, ancak bir bükülme ile. Yamashita, “Nanotüpleri dağıtmak için bir yüzey aktif madde etkisi kullanmamız gerektiğini düşündük” dedi. “Hem aromatik hem de polar iyonik gruplara sahip bir polimer ekleyerek, nanotüpler su içinde çözülebilir.” Polimer omurgası, karbon nanotüplerin aromatik çerçevesine ve çoklu sülfonik asit gruplarına çekilen çoklu aromatik gruplar içerir, bu da nanotüp-polimer konjugatının suda çözünmesine yardımcı olur.

Nanotüpleri hizalamak için araştırmacılar sıvı kristal özelliklere sahip bir polimer seçtiler. Sıvı kristal halinde moleküller, bir sıvıdaki gibi hareket edebilir, ancak sınırlı bir hareket açıklığı ile moleküllerin birbirleriyle hizalanmasına neden olabilir. Sudaki seyreltik bir çözeltide, nanotüp-polimer konjugatları kendiliğinden hizalanma eğilimindeydi (Şekil 1) ve çözelti bir yüzeye döküldüğünde ve su buharlaştığında, nanotüplerin hizalanması yerine kilitlendi.

Image

Şekil 1: Sıvı kristalde nanotüp diziliminin homojenliğini gösteren çapraz polarizasyon mikroskobu görüntüleri. (Sol) Saf sıvı kristal. (Merkez, Sağ) 1.0 ve 10 mg / mL karbon nanotüp içeren sıvı kristal. Daha düzgün bir görünüm, moleküler hizalamanın daha yüksek homojenliğini gösterir. 1. İzni ile çoğaltılmıştır. © 2010 ACS

Yamashita, “Çalışmamız, yazdırılabilir veya esnek elektronik ürünlerin üretimi gibi, karbon nanotüplerin daha pratik uygulamalarına izin verecektir” diyor. “Likit kristal özellikleri, ısıtma veya ışık ışıması altında çalıştırılabilecek cihazları hazırlama fırsatı da sunar ve bunu gelecekteki araştırmalarımızda incelemeyi planlıyoruz.”

Yazarlar

Bu araştırma vurgusu, orijinal makalenin yazarı tarafından onaylandı ve içerdiği tüm ampirik veriler, söz konusu yazar tarafından sağlandı.