Karbon nanotüplerin sentezi - Synthesis of carbon nanotubes

karbon nanotüp tozu

Üretmek için teknikler geliştirildi karbon nanotüpler ark deşarjı, lazer ablasyonu, yüksek basınçlı karbon monoksit orantısızlığı dahil olmak üzere büyük miktarlarda ve kimyasal buhar birikimi (CVD). Bu işlemlerin çoğu bir vakumda veya işlem gazları ile gerçekleşir. CNT'lerin CVD büyümesi vakumda veya atmosferik basınçta meydana gelebilir. Bu yöntemlerle büyük miktarlarda nanotüp sentezlenebilir; Katalizdeki ilerlemeler ve sürekli büyüme, CNT'leri ticari olarak daha uygun hale getiriyor.[1]

Türler

Ark deşarjı

Nanotüpler 1991 yılında grafitin karbon kurumunda gözlendi elektrotlar bir ark deşarjı sırasında, 100 akım kullanarak amper, üretmek için tasarlanmıştı Fullerenler.[2] Ancak ilk makroskobik karbon nanotüp üretimi 1992 yılında iki araştırmacı tarafından yapılmıştır. NEC Temel Araştırma Laboratuvarı.[3] Kullanılan yöntem 1991'deki ile aynıydı. Bu işlem sırasında negatif elektrotta bulunan karbon, yüksek deşarj sıcaklıkları nedeniyle süblimleşir.

Bu yöntemin verimi ağırlıkça% 30'a kadardır ve birkaç yapısal kusurla 50 mikrometreye kadar uzunluklarda hem tek hem de çok duvarlı nanotüpler üretir.[4]Ark deşarjı tekniği, CNT sentezi için daha yüksek sıcaklıklar (1.700 ° C'nin üzerinde) kullanır ve bu, tipik olarak CNT'lerin diğer yöntemlere kıyasla daha az yapısal kusurla genişlemesine neden olur.[5]

Lazer ablasyon

Lazer ablasyonunda, bir darbeli lazer yüksek sıcaklık reaktöründe bir grafit hedefi buharlaştırırken, atıl gaz odaya yönlendirilir. Nanotüpler, buharlaşmış karbon yoğunlaştıkça reaktörün daha soğuk yüzeylerinde gelişir. Nanotüpleri toplamak için sisteme su ile soğutulmuş bir yüzey dahil edilebilir.

Bu süreç, Dr. Richard Smalley ve iş arkadaşları Rice Üniversitesi Karbon nanotüplerin keşfi sırasında, çeşitli metal molekülleri üretmek için lazerle metalleri patlatıyordu. Nanotüplerin varlığını duyduklarında, çok duvarlı karbon nanotüpler oluşturmak için metalleri grafitle değiştirdiler.[6] O yılın ilerleyen saatlerinde ekip, grafit ve metal katalizör partiküllerinden oluşan bir bileşik kullandı (en iyi verim, kobalt ve nikel karışım) tek duvarlı karbon nanotüpleri sentezlemek için.[7]

Lazer ablasyon yöntemi yaklaşık% 70 verim sağlar ve esas olarak reaksiyonla belirlenen kontrol edilebilir bir çapa sahip tek duvarlı karbon nanotüpler üretir. sıcaklık. Bununla birlikte, ark deşarjından veya kimyasal buhar biriktirmeden daha pahalıdır.[4]

Birkaç çevrimli optik darbe dinamiği için etkili denklem, karbon nanotüpler içeren ortamın uzamsal olarak modüle edilmiş kırılma indisine sahip olduğu durumda yarı iletken karbon nanotüplerin iletim bandı elektronları için Boltzmann çarpışmasız denklem çözümü sayesinde elde edildi.[8]

Plazma meşale

Tek duvarlı karbon nanotüpler ayrıca bir termal plazma yöntem, ilk olarak 2000 yılında INRS'de icat edilmiştir (Institut National de la recherche Scientifique ) Varennes, Kanada, Olivier Smiljanic. Bu yöntemde amaç, ark deşarjı ve lazer ablasyon yaklaşımlarında hakim olan koşulları yeniden oluşturmaktır, ancak gerekli karbonu sağlamak için grafit buharları yerine karbon içeren bir gaz kullanılır. Bunu yaparak, SWNT'nin büyümesi daha verimlidir (gazın ayrıştırılması, grafit buharlaşmasından 10 kat daha az enerji tüketebilir). Süreç ayrıca sürekli ve düşük maliyetlidir. Argon, etilen ve gaz halindeki bir karışım ferrosen yoğun bir 'alev' biçimine sahip olan atmosferik basınç plazması tarafından atomize edildiği bir mikrodalga plazma torçuna verilir. Alevin oluşturduğu dumanlar SWNT, metalik ve karbon nanopartiküller ve amorf karbon içerir.[9][10]

Plazma meşalesi ile tek duvarlı karbon nanotüpler üretmenin başka bir yolu da indüksiyon termal plazma 2005 yılında Sherbrooke Üniversitesi'nden gruplar tarafından uygulanan yöntem ve Kanada Ulusal Araştırma Konseyi.[11] Yöntem, hem karbon içeren maddeleri buharlaştırmak için gerekli yüksek sıcaklığa ulaşmak için iyonize gaz hem de nanotüp büyümesi için gerekli metal katalizörleri kullandığından ark boşaltımına benzer. Termal plazma, bir bobindeki yüksek frekanslı salınım akımları tarafından indüklenir ve akan inert gazda tutulur. Tipik olarak, karbon siyahı ve metal katalizör partiküllerinden oluşan bir besleme stoğu plazmaya beslenir ve ardından tek duvarlı karbon nanotüpler oluşturmak için soğutulur. Farklı tek duvarlı karbon nanotüp çap dağılımları sentezlenebilir.

İndüksiyon termal plazma yöntemi, dakikada 2 grama kadar nanotüp malzemesi üretebilir; bu, ark deşarjı veya lazer ablasyon yöntemlerinden daha yüksektir.

Kimyasal buhar biriktirme (CVD)

Plazma ile geliştirilmiş nanotüpler kimyasal buhar birikimi

Karbonun katalitik buhar fazı birikimi 1952'de rapor edildi[12] ve 1959,[13] ama 1993 yılına kadar değildi[14] karbon nanotüplerin bu işlemle oluştuğunu. 2007 yılında, Cincinnati Üniversitesi (UC), FirstNano ET3000 karbon nanotüp büyütme sisteminde 18 mm uzunluğunda hizalanmış karbon nanotüp dizilerini büyütmek için bir süreç geliştirdi.[15]

CVD sırasında, en yaygın olarak nikel, kobalt, metal katalizör partikülleri tabakası ile bir substrat hazırlanır.[16] Demir veya bir kombinasyon.[17] Metal nanopartiküller, oksitlerin veya oksitlerin katı çözeltilerinin indirgenmesi dahil başka yollarla da üretilebilir. Büyütülecek nanotüplerin çapları metal partiküllerin boyutu ile ilgilidir. Bu, metalin desenli (veya maskelenmiş) biriktirilmesi, tavlama veya bir metal tabakanın plazma ile aşındırılmasıyla kontrol edilebilir. Substrat yaklaşık 700 ° C'ye ısıtılır. Nanotüplerin büyümesini başlatmak için reaktöre iki gaz boşaltılır: bir proses gazı (örneğin amonyak, azot veya hidrojen ) ve karbon içeren bir gaz (örn. asetilen, etilen, etanol veya metan ). Nanotüpler, metal katalizör bölgelerinde büyür; karbon içeren gaz, katalizör partikülünün yüzeyinde parçalanır ve karbon, nanotüpleri oluşturduğu partikülün kenarlarına taşınır. Bu mekanizma hala inceleniyor.[18] Katalizör partikülleri, katalizör partikülü ile substrat arasındaki yapışmaya bağlı olarak, büyüme sırasında büyüyen nanotüpün uçlarında kalabilir veya nanotüp tabanında kalabilir.[19] Hidrokarbonun termal katalitik ayrışması aktif bir araştırma alanı haline geldi ve CNT'lerin toplu üretimi için umut verici bir yol olabilir. Akışkan yataklı reaktör, CNT hazırlama için en yaygın kullanılan reaktördür. Reaktörün ölçeğinin büyütülmesi en büyük zorluktur.[20][21]

CVD, karbon nanotüplerin üretiminde en yaygın kullanılan yöntemdir.[22] Bu amaçla, metal nanopartiküller, MgO veya Al gibi bir katalizör desteği ile karıştırılır.2Ö3 karbon besleme stoğunun metal parçacıkları ile katalitik reaksiyonunun daha yüksek verimi için yüzey alanını arttırmak. Bu sentez yolundaki bir sorun, katalizör desteğinin, bazen karbon nanotüplerin orijinal yapısını bozabilecek bir asit muamelesi yoluyla çıkarılmasıdır. Bununla birlikte, suda çözünür olan alternatif katalizör destekleri, nanotüp büyümesi için etkili olduğu kanıtlanmıştır.[23]

Eğer bir plazma Büyüme sırasında (plazma ile güçlendirilmiş kimyasal buhar biriktirme) güçlü bir elektrik alanının uygulanmasıyla üretilir, ardından nanotüp büyümesi elektrik alanının yönünü takip edecektir.[24] Reaktörün geometrisini ayarlayarak sentezlemek mümkündür. dikey olarak hizalanmış karbon nanotüpler[25] (yani, substrata dik), nanotüplerden elektron emisyonu ile ilgilenen araştırmacıların ilgisini çeken bir morfoloji. Plazma olmadan ortaya çıkan nanotüpler genellikle rastgele yönlendirilir. Belirli reaksiyon koşulları altında, bir plazma yokluğunda bile, yakın aralıklı nanotüpler, bir halı veya ormanı andıran yoğun bir tüp dizisiyle sonuçlanan dikey bir büyüme yönünü koruyacaktır.

Nanotüp sentezi için çeşitli araçlardan CVD, fiyat / birim oranı nedeniyle endüstriyel ölçekte biriktirme için en umut verici olanı gösterir ve CVD, nanotüpleri doğrudan istenen bir substrat üzerinde büyütebilir, oysa nanotüpler diğerinde toplanmalıdır. büyüme teknikleri. Büyüme yerleri, katalizörün dikkatli bir şekilde biriktirilmesiyle kontrol edilebilir.[26] 2007'de bir ekip Meijo Üniversitesi karbon nanotüpleri yetiştirmek için yüksek verimli bir CVD tekniği gösterdi kafur.[27] Araştırmacılar Rice Üniversitesi yakın zamana kadar geç liderlik etti Richard Smalley, büyük, saf miktarlarda belirli nanotüp türlerini üretmek için yöntemler bulmaya odaklandılar. Yaklaşımları, tek bir nanotüpten kesilmiş birçok küçük tohumdan uzun lifler yetiştiriyor; Ortaya çıkan tüm liflerin orijinal nanotüp ile aynı çapta olduğu bulundu ve orijinal nanotüp ile aynı tipte olması bekleniyor.[28]

Süper büyüme CVD

Süper büyüme CVD (su destekli kimyasal buhar biriktirme) Kenji Hata tarafından geliştirilmiştir. Sumio Iijima ve iş arkadaşları AIST, Japonya.[29] Bu işlemde, katalizörün aktivitesi ve ömrü, CVD reaktörüne su ilave edilerek arttırılır. Substrata normal hizalanmış, yoğun milimetre boyunda dikey olarak hizalanmış nanotüp dizileri (VANTA'lar) veya "ormanlar" üretildi. Ormanların yüksekliği şu şekilde ifade edilebilir:

Bu denklemde, initial ilk büyüme oranıdır ve karakteristik katalizör ömrüdür.[30]

Spesifik yüzeyleri 1.000 m'yi aşıyor2/ g (sınırlı) veya 2.200 m2/ g (kapatılmamış),[31] 400-1.000 m değerini aşan2HiPco örnekleri için / g. Sentez verimliliği, yaklaşık 100 kat daha yüksektir. lazer ablasyon yöntem. Bu yöntemle 2.5 mm yüksekliğe sahip SWNT ormanları yapmak için gerekli süre 2004 yılında 10 dakikaydı. Bu SWNT ormanları katalizörden kolaylıkla ayrılabilir ve daha fazla saflaştırma olmaksızın temiz SWNT malzemesi (saflık>% 99.98) elde edilebilir. Karşılaştırma için, gelişmiş HiPco CNT'ler yaklaşık% 5–35 içerir[32] metal kirliliklerin; bu nedenle nanotüplere zarar veren dispersiyon ve santrifüj yoluyla saflaştırılır. Süper büyüme bu sorunu önler. Desenli son derece organize tek duvarlı nanotüp yapıları, süper büyüme tekniği kullanılarak başarıyla üretildi.

kütle yoğunluğu süper büyüme CNT'lerin yaklaşık 0.037 g / cm23.[33][34] Geleneksel CNT tozlarından çok daha düşüktür (~ 1.34 g / cm3), muhtemelen ikincisi metaller içerdiğinden ve amorf karbon.

Süper büyüme yöntemi temelde CVD'nin bir varyasyonudur. Bu nedenle, SWNT, DWNT ve MWNT içeren materyal yetiştirmek ve büyüme koşullarını ayarlayarak oranlarını değiştirmek mümkündür.[35] Oranları katalizörün inceliğine göre değişir. Tüpün çapının geniş olması için birçok MWNT dahil edilmiştir.[34]

Dikey olarak hizalanmış nanotüp ormanları, bir çözücüye batırıldıklarında ve kurutulduklarında bir "sıkıştırma etkisinden" kaynaklanır. Sıkıştırma etkisine çözücünün yüzey gerilimi ve karbon nanotüpler arasındaki van der Waals kuvvetleri neden olur. İşlem sırasında zayıf sıkıştırma uygulayarak nanotüpleri levha ve çubuk gibi çeşitli şekillerde oluşturulabilen yoğun bir malzemeye hizalar. Yoğunlaşma artar Vickers sertliği yaklaşık 70 kat ve yoğunluk 0,55 g / cm3. Paketlenmiş karbon nanotüpler 1 mm'den daha uzun ve% 99,9 veya daha yüksek karbon saflığına sahiptir; ayrıca nanotüp ormanının arzu edilen hizalama özelliklerini de muhafaza ederler.[36]

Sıvı elektroliz yöntemi

2015'te George Washington Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, erimiş karbonatların elektroliziyle MWCNT'leri sentezlemek için yeni bir yol keşfettiler.[37] Mekanizma CVD'ye benzer. Bazı metal iyonları, bir metal forma indirgenmiş ve CNT'lerin büyümesi için çekirdeklenme noktası olarak katoda eklenmiştir. Katot üzerindeki reaksiyon

Oluşan lityum oksit, denklemde gösterildiği gibi, yerinde karbondioksiti (varsa) emebilir ve lityum karbonat oluşturabilir.

Böylece net reaksiyon

Diğer bir deyişle, ürün yüksek değerli CNT'ler iken, reaktan sadece karbondioksitin sera gazıdır. Bu keşif, Science tarafından vurgulandı,[38][39] BBC haberleri,[40] MIT teknoloji haberleri,[41] vb., karbondioksit yakalama ve dönüştürme için olası bir teknoloji olarak.

Doğal, arızi ve kontrollü alev ortamları

Fullerenler ve karbon nanotüplerin yüksek teknoloji laboratuarlarının ürünleri olması gerekmez; genellikle sıradan gibi sıradan yerlerde oluşurlar alevler,[42] metan yakılarak üretilir,[43] etilen,[44] ve benzen,[45] ve içinde bulundular is hem iç hem de dış havadan.[46] Bununla birlikte, doğal olarak oluşan bu çeşitler, boyut ve kalite açısından oldukça düzensiz olabilir, çünkü üretildikleri ortam genellikle oldukça kontrolsüzdür. Bu nedenle, bazı uygulamalarda kullanılabilmelerine rağmen, hem araştırma hem de endüstrinin birçok ihtiyacını karşılamak için gereken yüksek düzeyde tekdüzelikten yoksun olabilirler. Son çabalar, kontrollü alev ortamlarında daha homojen karbon nanotüpler üretmeye odaklanmıştır.[47][48][49][50] Bu tür yöntemler, teorik modellere dayanan büyük ölçekli, düşük maliyetli nanotüp sentezi için umut vaat etmektedir.[51] hızla gelişen büyük ölçekli CVD üretimi ile rekabet etmeleri gerekir.

Arıtma

Yoğunluk gradyanı kullanılarak çapa göre sıralanmış bir karbon nanotüp çözeltisiyle santrifüj tüpü ultrasantrifüj.[52]

Katalizörlerin giderilmesi

Nano ölçekli metal katalizörler sabit ve akışkan yatak CVD CNT'lerin sentezi. CNT'lerin büyüme verimliliğini artırmaya izin verirler ve yapıları ve kiraliteleri üzerinde kontrol verebilirler.[53] Sentez sırasında katalizörler karbonu dönüştürebilir öncüler boru şeklindeki karbon yapılarına dönüştürülür, ancak aynı zamanda kapsülleyici karbon üst kaplamalar oluşturabilir. Metal oksit desteklerle birlikte, bu nedenle CNT ürününe bağlanabilir veya dahil edilebilirler.[54] Metal safsızlıkların varlığı birçok uygulama için sorunlu olabilir. Özellikle katalizör metalleri gibi nikel, kobalt veya itriyum toksikolojik sorun olabilir.[55] Kapsüllenmemiş katalizör metalleri asitle yıkamayla kolayca çıkarılabilirken, kapsüllenmiş olanlar karbon kabuğunu açmak için oksidatif işlem gerektirir.[56] Katalizörlerin, özellikle kapsüllenmiş olanların, CNT yapısını korurken etkili bir şekilde uzaklaştırılması bir sorundur ve birçok çalışmada ele alınmıştır.[57][58] Karbonlu katalizör kapsüllemelerini kırmaya yönelik yeni bir yaklaşım, hızlı termal tavlamaya dayanmaktadır.[59]

Uygulamayla ilgili sorunlar

Karbon nanotüplerin birçok elektronik uygulaması, tercihen belirli bir kiraliteye sahip yarı iletken veya metalik CNT'leri seçici olarak üretme tekniklerine dayanır.[60] Yarı iletken ve metalik CNT'leri ayırmanın birkaç yöntemi bilinmektedir, ancak bunların çoğu henüz büyük ölçekli teknolojik işlemler için uygun değildir. En verimli yöntem, yüzey aktif cismi sarılı nanotüpleri yoğunluklarındaki dakika farkıyla ayıran yoğunluk gradyanlı ultrasantrifügasyona dayanır. Bu yoğunluk farkı genellikle nanotüp çapındaki ve (yarı) iletken özelliklerdeki farklılığa dönüşür.[52] Başka bir ayırma yöntemi, içine gömülü SWNT'lerin bir dizi dondurma, çözme ve sıkıştırma kullanır. agaroz jel. Bu işlem,% 70 metalik SWNT içeren bir çözelti ile sonuçlanır ve% 95 yarı iletken SWNT içeren bir jel bırakır. Bu yöntemle ayrılan seyreltilmiş çözeltiler çeşitli renkler gösterir.[61][62] Bu yöntemi kullanarak ayrılmış karbon nanotüpler elektrotlara, örn. elektrikli çift katmanlı kondansatör.[63] Ayrıca, SWNT'ler, kolon kromatografısi yöntem. Verim, yarı iletken tip SWNT'de% 95 ve metalik tip SWNT'de% 90'dır.[64]

Yarı iletken ve metalik SWNT'lerin ayrılmasına ek olarak, SWNT'leri uzunluk, çap ve kiraliteye göre sınıflandırmak da mümkündür. Uzunluk varyasyonu <% 10 olan en yüksek çözünürlüklü uzunluk sınıflandırması şimdiye kadar DNA ile dağılmış karbon nanotüplerin (DNA-SWNT) boyut dışlama kromatografisi (SEC) ile elde edilmiştir.[65] SWNT çap ayrımı, yoğunluk gradyanlı ultrasantrifüj (DGU) ile elde edilmiştir.[66] sürfaktan ile dağılmış SWNT'ler ve DNA-SWNT için iyon değişim kromatografisi (IEC) kullanılarak.[67] Ayrı kiralitelerin saflaştırılması, DNA-SWNT'nin IEC'si ile de gösterilmiştir: özel kısa DNA oligomerleri, ayrı ayrı SWNT kiralitelerini izole etmek için kullanılabilir. Şimdiye kadar, 12 kiralite (8,3) ve (9,5) SWNT'ler için% 70'den (6,5), (7,5) ve (10,5) SWNT'ler için% 90'a kadar değişen saflıklarda izole edilmiştir.[68] Alternatif olarak, karbon nanotüpler, şiraliteye göre başarıyla sınıflandırılmıştır. sulu iki fazlı ekstraksiyon yöntem.[69][70][71] Bu saflaştırılmış nanotüpleri cihazlara entegre etmek için başarılı çabalar olmuştur, örn. g. FET'ler.[72]

Ayrılmaya bir alternatif, yarı iletken veya metalik CNT'lerin seçici bir büyümesinin geliştirilmesidir. Yakın zamanda,% 95-98 yarı iletken nanotüplerin yatay olarak hizalanmış dizileriyle sonuçlanan, etanol ve metanol gazları ve kuvars substratlarının bir kombinasyonunu içeren yeni bir CVD tarifi açıklandı.[73]

Nanotüpler genellikle manyetik metal (Fe, Co) nanopartiküller üzerinde büyütülür ve bu da elektronik (spintronik ) cihazlar. Özellikle, manyetik alan tarafından alan etkili bir transistör aracılığıyla akımın kontrolü, böyle bir tek tüplü nano yapıda gösterilmiştir.[74]

Referanslar

  1. ^ K. Takeuchi, T. Hayashi, Y. A. Kim, K. Fujisawa, M. Endo "Karbon nanotüplerin son teknoloji bilimi ve uygulamaları", Şubat 2014, Cilt 5, Sayı 1, s. 15
  2. ^ Iijima, Sumio (1991). "Grafitik karbonun sarmal mikrotübülleri". Doğa. 354 (6348): 56–58. Bibcode:1991Natur.354 ... 56I. doi:10.1038 / 354056a0.
  3. ^ Ebbesen, T. W .; Ajayan, P.M. (1992). "Karbon nanotüplerin büyük ölçekli sentezi". Doğa. 358 (6383): 220–222. Bibcode:1992Natur.358..220E. doi:10.1038 / 358220a0.
  4. ^ a b Collins, P.G. (2000). "Elektronik için Nanotüpler". Bilimsel amerikalı. 283 (6): 67–69. Bibcode:2000SciAm.283f..62C. doi:10.1038 / bilimselamerican1200-62. PMID  11103460.
  5. ^ Eatemadi, Ali; Daraee, Hadis; Karimkhanloo, Hamzeh; Kouhi, Mohammad; Zarghami, Nosratollah; Ekberzadeh, Abolfazl; Abasi, Mozhgan; Hanifehpour, Younes; Woo Joo Sang (2014). "Karbon nanotüpler: özellikler, sentez, saflaştırma ve tıbbi uygulamalar". Nano Ölçekli Araştırma Mektupları. 9 (1): 1–13. Bibcode:2014NRL ..... 9 .... 1L. doi:10.1186 / 1556-276X-9-1. PMC  3895740. PMID  24380376.
  6. ^ Guo, Ting; Nikolaev, Pavel; Rinzler, Andrew G .; Tomanek, David; Colbert, Daniel T .; Smalley, Richard E. (1995). "Borulu Fullerenlerin Kendiliğinden Montajı" (PDF). J. Phys. Kimya. 99 (27): 10694–10697. doi:10.1021 / j100027a002.
  7. ^ Guo, Ting; Nikolaev, P; Thess, A; Colbert, D; Smalley, R (1995). "Lazer buharlaştırma ile tek duvarlı nanotüplerin katalitik büyümesi" (PDF). Chem. Phys. Mektup. 243 (1–2): 49–54. Bibcode:1995CPL ... 243 ... 49B. doi:10.1016 / 0009-2614 (95) 00825-O. Arşivlenen orijinal (PDF) 24 Temmuz 2011.
  8. ^ M.B. Belonenko; et al. (2014). "Karbon nanotüpler içeren bragg ortamında birkaç döngü darbesi" (PDF). Nanosistemler: Fizik, Kimya, Matematik. 14 (5): 644.
  9. ^ Smiljanic, Olivier; Stansfield, B.L .; Dodelet, J.-P .; Serventi, A .; Désilets, S. (22 Nisan 2002). "Atmosferik basınçlı plazma jeti ile SWNT'nin gaz fazı sentezi". Kimyasal Fizik Mektupları. 356 (3–4): 189–193. Bibcode:2002CPL ... 356..189S. doi:10.1016 / S0009-2614 (02) 00132-X.
  10. ^ Smiljanic, Olivier. "Tek duvarlı karbon nanotüpler üretmek için yöntem ve cihaz". ABD Patenti.
  11. ^ Kim, K.S .; Cota-Sanchez, Almanca; Kingston, Chris; Imris, M .; Simard, Benoît; Soucy, Gervais (2007). "İndüksiyon termal plazma ile tek duvarlı karbon nanotüplerin büyük ölçekli üretimi". Journal of Physics D: Uygulamalı Fizik. 40 (8): 2375–2387. Bibcode:2007JPhD ... 40.2375K. doi:10.1088 / 0022-3727 / 40/8 / S17.
  12. ^ Радушкевич, Л. В. (1952). О Структуре Углерода, Образующегося При Термическом Разложении Окиси Углерода На Железном Контакте (PDF). Журнал Физической Химии (Rusça). 26: 88–95.
  13. ^ Walker Jr., P. L .; Rakszawski, J. F .; Imperial, G.R. (1959). "Karbon Monoksit-Hidrojen Karışımlarından Demir Katalizörleri Üzerinden Karbon Oluşumu. I. Oluşan Karbonun Özellikleri". J. Phys. Kimya. 63 (2): 133–140. doi:10.1021 / j150572a002.
  14. ^ José-Yacamán, M .; Miki-Yoshida, M .; Rendón, L .; Santiesteban, J. G. (1993). "Fulleren yapılı karbon mikrotübüllerin katalitik büyümesi". Appl. Phys. Mektup. 62 (6): 657. Bibcode:1993 ApPhL..62..657J. doi:10.1063/1.108857.
  15. ^ Beckman, Wendy (27 Nisan 2007). "UC Araştırmacıları, Karbon Nanotüp Dizilerinin Uzunluğuyla Dünya Rekorlarını Yıkıyor". Cincinnati Üniversitesi.
  16. ^ Inami, Nobuhito; Ambri Mohamed, Mohd; Shikoh, Eiji; Fujiwara, Akihiko (2007). "Alkol katalitik kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle karbon nanotüp büyümesinin sentez durumuna bağlılığı". Sci. Technol. Adv. Mater. 8 (4): 292–295. Bibcode:2007STAdM ... 8..292I. doi:10.1016 / j.stam.2007.02.009.
  17. ^ N. Ishigami; Önce, H; Imamoto, K; Tsuji, M; Iakoubovskii, K; Minami, N (2008). "Safir Üzerinde Hizalanmış Tek Cidarlı Karbon Nanotüplerin Kristal Düzleme Bağlı Büyümesi". J. Am. Chem. Soc. 130 (30): 9918–9924. doi:10.1021 / ja8024752. PMID  18597459.
  18. ^ Naha, Sayangdev; Ishwar K. Puri (2008). "Karbon nanotüplerin katalitik büyümesi için bir model". Journal of Physics D: Uygulamalı Fizik. 41 (6): 065304. Bibcode:2008JPhD ... 41f5304N. doi:10.1088/0022-3727/41/6/065304.
  19. ^ Banerjee, Soumik, Naha, Sayangdev ve Ishwar K. Puri (2008). "Katalitik sentez sırasında karbon nanotüp büyüme modunun moleküler simülasyonu". Uygulamalı Fizik Mektupları. 92 (23): 233121. Bibcode:2008ApPhL..92w3121B. doi:10.1063/1.2945798. hdl:10919/47394.CS1 bakım: birden çok isim: yazar listesi (bağlantı)
  20. ^ Pinilla, JL; Moliner, R; Suelves, I; Lazaro, M; Echegoyen, Y; Palacios, J (2007). "Akışkan yataklı bir reaktörde metal katalizörler kullanılarak metanın termal ayrışması ile hidrojen ve karbon nanoliflerin üretimi". Uluslararası Hidrojen Enerjisi Dergisi. 32 (18): 4821–4829. doi:10.1016 / j.ijhydene.2007.08.013.
  21. ^ Muradov, N (2001). "Metan ayrışması yoluyla hidrojen: fosil yakıtların karbondan arındırılması için bir uygulama". Uluslararası Hidrojen Enerjisi Dergisi. 26 (11): 1165–1175. doi:10.1016 / S0360-3199 (01) 00073-8.
  22. ^ Kumar, M. (2010). "Karbon nanotüplerin kimyasal buhar biriktirilmesi: büyüme mekanizması ve seri üretim üzerine bir inceleme". Nanobilim ve Nanoteknoloji Dergisi. 10 (6): 6. CiteSeerX  10.1.1.459.5003. doi:10.1166 / jnn.2010.2939.
  23. ^ Eftekhari, A .; Jafarkhani, P; Moztarzadeh, F (2006). "Katalitik kimyasal buhar biriktirmede suda çözünür katalizör desteği kullanarak karbon nanotüplerin yüksek verimli sentezi". Karbon. 44 (7): 1343–1345. doi:10.1016 / j.karbon.2005.12.006.
  24. ^ Ren, Z. F .; Huang, ZP; Xu, JW; Wang, JH; Bush, P; Siegal, MP; Provencio, PN (1998). "Camda İyi Hizalanmış Karbon Nanotüplerin Geniş Dizilerinin Sentezi". Bilim (Gönderilen makale). 282 (5391): 1105–7. Bibcode:1998Sci ... 282.1105R. doi:10.1126 / science.282.5391.1105. PMID  9804545.
  25. ^ Karbon nanotüplerin, hizalanmış karbon nanotüp dizilerinin ve nanopartiküllerin SEM görüntüleri ve TEM görüntüleri. Nano-lab.com.
  26. ^ Neupane, Suman; Lastres, Mauricio; Chiarella, M; Li, W.Z .; Su, Q; Du, G.H. (2012). "Bakır üzerinde dikey olarak hizalanmış karbon nanotüp dizilerinin sentezi ve alan emisyon özellikleri". Karbon. 50 (7): 2641–50. doi:10.1016 / j.karbon.2012.02.024.
  27. ^ Kumar, Mukul; Ando, ​​Yoshinori (2007). "Kafurdan Karbon Nanotüpler: Çevre Dostu Nanoteknoloji". Journal of Physics: Konferans Serisi. 61 (1): 643–646. Bibcode:2007JPhCS..61..643K. doi:10.1088/1742-6596/61/1/129.
  28. ^ Smalley, Richard E .; Li, Yubao; Moore, Valerie C .; Price, B. Katherine; Colorado, Ramon; Schmidt, Howard K .; Hauge, Robert H .; Barron, Andrew R .; Tur, James M. (2006). "Tek Duvarlı Karbon Nanotüp Amplifikasyonu: Tipe Özgü Bir Büyüme Mekanizmasına Giden Yol". Amerikan Kimya Derneği Dergisi. 128 (49): 15824–15829. doi:10.1021 / ja065767r. PMID  17147393.
  29. ^ Hata, K .; Futaba, DN; Mizuno, K; Namai, T; Yumura, M; Iijima, S (2004). "Safsızlık İçermeyen Tek Duvarlı Karbon Nanotüplerin Su Destekli Yüksek Verimli Sentezi". Bilim. 306 (5700): 1362–1365. Bibcode:2004Sci ... 306.1362H. CiteSeerX  10.1.1.467.9078. doi:10.1126 / science.1104962. PMID  15550668.
  30. ^ Futaba, Don; Hata, Kenji; Yamada, Takeo; Mizuno, Kohei; Yumura, Motoo; Iijima, Sumio (2005). "Bir Zaman Evrimi Analizi ile Açığa Çıkarılan Su Destekli Tek Duvarlı Karbon Nanotüp Sentezinin Kinetiği". Phys. Rev. Lett. 95 (5): 056104. Bibcode:2005PhRvL..95e6104F. doi:10.1103 / PhysRevLett.95.056104. PMID  16090893.
  31. ^ Hiraoka, Tatsuki; İzadi-Necefabadi, Ali; Yamada, Takeo; Futaba, Don N .; Yasuda, Satoshi; Tanaike, Osamu; Hatori, Hiroaki; Yumura, Motoo; et al. (2009). "2.200 m'lik açılmış karbon nanotüpler ile sadece yüzeyde bulunan bir katıdan kompakt ve hafif süperkapasitörler2/ g ". Gelişmiş Fonksiyonel Malzemeler. 20 (3): 422–428. doi:10.1002 / adfm.200901927.
  32. ^ "Unidym ürün sayfası SWNT" (PDF). Arşivlenen orijinal (PDF) 2011-07-17 tarihinde.
  33. ^ "Süper büyüme yöntemiyle Karbon nanotüplerin karakteristiği" (Japonyada).
  34. ^ a b K. Hata. "Yüksek Verimli Safsızlıktan Arındırılmış CNT Sentezinden DWNT ormanlarına, CNTsolidlere ve Süper Kapasitörlere" (PDF).
  35. ^ Yamada, Takeo; Namai, Tatsunori; Hata, Kenji; Futaba, Don N .; Mizuno, Kohei; Fan, Jing; Yudasaka, Masako; Yumura, Motoo; Iijima, Sumio (2006). "Tasarlanmış demir katalizörlerden çift duvarlı karbon nanotüp ormanlarının boyut seçici büyümesi". Doğa Nanoteknolojisi. 1 (2): 131–136. Bibcode:2006 NatNa ... 1..131Y. doi:10.1038 / nnano.2006.95. PMID  18654165.
  36. ^ Futaba, Don N .; Hata, Kenji; Yamada, Takeo; Hiraoka, Tatsuki; Hayamizu, Yuhei; Kakudate, Yozo; Tanaike, Osamu; Hatori, Hiroaki; et al. (2006). "Şekil mühendisliği yapılabilir ve yüksek yoğunlukta paketlenmiş tek duvarlı karbon nanotüpler ve süper kapasitör elektrotları olarak uygulamaları". Doğa Malzemeleri. 5 (12): 987–994. Bibcode:2006NatMa ... 5..987F. doi:10.1038 / nmat1782. PMID  17128258.
  37. ^ Ren, Jiawen; Li, Fang-Fang; Lau, Jason; González-Urbina, Luis; Licht, Stuart (2015-08-05). "CO2'den Karbon Nanofiberlerin Tek Kapta Sentezi". Nano Harfler. 15 (9): 6142–6148. Bibcode:2015NanoL..15.6142R. doi:10.1021 / acs.nanolett.5b02427. PMID  26237131.
  38. ^ "Ödeyen bir karbon yakalama stratejisi". Bilim. 2015-08-19. Alındı 2018-10-26.
  39. ^ Hizmet, Robert F. (2015-09-11). "İnce havadan kimyasal bereket elde etmek". Bilim. 349 (6253): 1160. doi:10.1126 / science.349.6253.1160. PMID  26359385.
  40. ^ Webb, Jonathan (2015-08-20). "Havadan yapılmış karbon lifler". BBC haberleri. Alındı 2018-10-26.
  41. ^ Orcutt, Mike (2015-08-19). "Araştırmacı Havadaki Karbonu Nasıl Çekip, Ondan Nasıl Şeyler Yapacağını Gösteriyor". MIT Technology Review. Alındı 2018-10-26.
  42. ^ Şarkıcı, J.M. (1959). "Çok zengin hidrokarbon hava alevlerinde karbon oluşumu. I. Kimyasal içerik, sıcaklık, iyonlaşma ve partikül madde çalışmaları". Yedinci Yanma Sempozyumu (Uluslararası).
  43. ^ Yuan, Kireçli; Saito, Kozo; Pan, Chunxu; Williams, F.A; Gordon, A.S (2001). "Metan alevlerinden nanotüpler". Kimyasal Fizik Mektupları. 340 (3–4): 237–241. Bibcode:2001CPL ... 340..237Y. doi:10.1016 / S0009-2614 (01) 00435-3.
  44. ^ Yuan, Kireçli; Saito, Kozo; Hu, Wenchong; Chen, Zhi (2001). "İyi hizalanmış çok duvarlı karbon nanotüplerin etilen alev sentezi". Kimyasal Fizik Mektupları. 346 (1–2): 23–28. Bibcode:2001CPL ... 346 ... 23Y. doi:10.1016 / S0009-2614 (01) 00959-9.
  45. ^ Duan, H. M .; McKinnon, J. T. (1994). "Alevlerde Üretilen Nanokümeler". Journal of Physical Chemistry. 98 (49): 12815–12818. doi:10.1021 / j100100a001.
  46. ^ Murr, L. E .; Bang, J.J .; Esquivel, E.V .; Guerrero, P.A .; Lopez, D.A. (2004). "Karbon nanotüpler, nanokristal formlar ve ortak yakıt-gaz yanma kaynaklarında ve ortam havasında karmaşık nanopartikül agregaları". Nanopartikül Araştırma Dergisi. 6 (2/3): 241–251. Bibcode:2004JNR ..... 6..241M. doi:10.1023 / B: NANO.0000034651.91325.40.
  47. ^ Vander Wal, R.L. (2002). "Bir alev ortamında Fe-katalizli tek duvarlı karbon nanotüp sentezi". Yan. Alev. 130 (1–2): 37–47. doi:10.1016 / S0010-2180 (02) 00360-7.
  48. ^ Saveliev, A.V .; Merchan-Merchan, Wilson; Kennedy, Lawrence A. (2003). "Karşıt akışlı metan oksijen alevinde karbon nanoyapıların metal katalizli sentezi". Yan. Alev. 135 (1–2): 27–33. doi:10.1016 / S0010-2180 (03) 00142-1.
  49. ^ Yükseklik, M.J .; Howard, Jack B .; Test Cihazı, Jefferson W .; Vander Sande, John B. (2004). "Tek duvarlı karbon nanotüplerin alev sentezi". Karbon. 42 (11): 2295–2307. doi:10.1016 / j.karbon.2004.05.010.
  50. ^ Sen, S .; Puri, Ishwar K (2004). "Kapsüllü metal partiküller içeren karbon nanolifler ve nanolif kompozitlerin alev sentezi". Nanoteknoloji. 15 (3): 264–268. Bibcode:2004Nanot..15..264S. doi:10.1088/0957-4484/15/3/005.
  51. ^ Naha, Sayangdev; Sen, Swarnendu; De, Anindya K .; Puri, Ishwar K. (2007). "Karbon nanotüplerin ve nanoliflerin Alev sentezi için ayrıntılı bir model". Yakma Enstitüsünün Bildirileri. 31 (2): 1821–29. doi:10.1016 / j.proci.2006.07.224.
  52. ^ a b Arnold, Michael S .; Green, Alexander A .; Hulvat, James F .; Stupp, Samuel I .; Hersam Mark C. (2006). "Karbon nanotüpleri yoğunluk farklılaştırması kullanarak elektronik yapıya göre sıralama". Doğa Nanoteknolojisi. 1 (1): 60–5. Bibcode:2006 NatNa ... 1 ... 60A. doi:10.1038 / nnano.2006.52. PMID  18654143.
  53. ^ Yamada T, Namai T, Hata K, Futaba DN, Mizuno K, Fan J, ve diğerleri. (2006). "Tasarlanmış demir katalizörlerden çift duvarlı karbon nanotüp ormanlarının boyut seçici büyümesi". Doğa Nanoteknolojisi. 1 (2): 131–136. Bibcode:2006 NatNa ... 1..131Y. doi:10.1038 / nnano.2006.95. PMID  18654165.
  54. ^ MacKenzie KJ, Dunens OM, Harris AT (2010). "Akışkan yataklardaki karbon nanotüpler için sentez parametreleri ve büyüme mekanizmalarının güncellenmiş bir incelemesi". Endüstri ve Mühendislik Kimyasal Araştırma. 49 (11): 5323–38. doi:10.1021 / ie9019787.
  55. ^ Jakubek LM, Marangoudakis S, Raingo J, Liu X, Lipscombe D, Hurt RH; Marangoudakis; Raingo; Liu; Lipscombe; Hurt (2009). "Nöronal kalsiyum iyon kanallarının, karbon nanotüplerden salınan eser seviyelerde itriyum tarafından inhibisyonu". Biyomalzemeler. 30 (31): 6351–6357. doi:10.1016 / j.biomaterials.2009.08.009. PMC  2753181. PMID  19698989.CS1 bakım: birden çok isim: yazar listesi (bağlantı)
  56. ^ Hou PX, Liu C, Cheng HM (2008). "Karbon nanotüplerin saflaştırılması". Karbon. 46 (15): 2003–2025. doi:10.1016 / j.karbon.2008.09.009.
  57. ^ Ebbesen TW, Ajayan PM, Hiura H, Tanigaki K; Ajayan; Hiura; Tanigaki (1994). "Nanotüplerin saflaştırılması". Doğa. 367 (6463): 519. Bibcode:1994Natur.367..519E. doi:10.1038 / 367519a0.CS1 bakım: birden çok isim: yazar listesi (bağlantı)
  58. ^ Xu Y-Q, Peng H, Hauge RH, Smalley RE; Peng; Hauge; Smalley (2005). "Tek duvarlı karbon nanotüplerin kontrollü çok aşamalı saflaştırması". Nano Harfler. 5 (1): 163–168. Bibcode:2005 NanoL ... 5..163X. CiteSeerX  10.1.1.739.1034. doi:10.1021 / nl048300s. PMID  15792432.CS1 bakım: birden çok isim: yazar listesi (bağlantı)
  59. ^ Meyer-Plath A, Orts-Gil G, Petrov S, vd. (2012). "Plazma termal saflaştırma ve karbon nanotüplerin tavlanması". Karbon. 50 (10): 3934–3942. doi:10.1016 / j.karbon.2012.04.049.
  60. ^ Janas Dawid (2018). "Monokiral karbon nanotüplere doğru: tek duvarlı karbon nanotüplerin sınıflandırılmasındaki ilerlemenin bir incelemesi". Malzeme Kimyası Sınırları. 2 (1): 36–63. doi:10.1039 / C7QM00427C. ISSN  2052-1537.
  61. ^ Tanaka, Takeshi; Jin, Hehua; Miyata, Yasumitsu; Fujii, Shunjiro; Suga, Hiroshi; Naitoh, Yasuhisa; Minari, Takeo; Miyadera, Tetsuhiko; et al. (2009). "Metalik ve Yarı İletken Karbon Nanotüplerin Basit ve Ölçeklenebilir Jel Bazlı Ayrımı". Nano Harfler. 9 (4): 1497–1500. Bibcode:2009 NanoL ... 9,1497T. doi:10.1021 / nl8034866. PMID  19243112.
  62. ^ T.Tanaka. "Metalik ve Yarı İletken Karbon Nanotüplerin Ayrılması için Yeni, Basit Yöntem".
  63. ^ Yamada, Y .; Tanaka, T .; Machida, K .; Suematsu, S .; Tamamitsu, K .; Kataura, H .; Hatori, H. (2012). "Elektrikli çift katmanlı kapasitör için metalik ve yarı iletken tek duvarlı karbon nanotüplerin elektrokimyasal davranışı". Karbon. 50 (3): 1422–1424. doi:10.1016 / j.karbon.2011.09.062.
  64. ^ Tanaka, Takeshi; Urabe, Yasuko; Nishide, Daisuke; Kataura, Hiromichi (2009). "Metalik ve Yarı İletken Karbon Nanotüplerin Agaroz Jel Kullanılarak Sürekli Ayrılması". Uygulamalı Fizik Ekspresi. 2 (12): 125002. Bibcode:2009APExp ... 21502T. doi:10.1143 / APEX.2.125002.
  65. ^ Huang, Xueying; McLean, Robert S .; Zheng Ming (2005). "DNA Sarılı Karbon Nanotüplerin Boyut Dışlama Kromatografisi ile Yüksek Çözünürlüklü Uzunluk Ayırma ve Saflaştırma". Anal. Chem. 77 (19): 6225–6228. doi:10.1021 / ac0508954. PMID  16194082.
  66. ^ Mark C Hersam (2008). "Monodispers tek duvarlı karbon nanotüplere doğru ilerleme". Doğa Nanoteknolojisi. 3 (7): 387–394. Bibcode:2008NatNa ... 3. 387H. doi:10.1038 / nnano.2008.135. PMID  18654561.
  67. ^ Zheng, M .; Jagota, A; Strano, MS; Santos, AP; Barone, P; Chou, SG; Diner, BA; Dresselhaus, MS; et al. (2003). "Sıraya Bağlı DNA Düzeneğine Göre Yapı Bazlı Karbon Nanotüp Sıralama". Bilim. 302 (5650): 1545–1548. Bibcode:2003Sci ... 302.1545Z. doi:10.1126 / science.1091911. PMID  14645843.
  68. ^ Tu, Xiaomin; Manohar, Suresh; Jagota, Anand; Zheng Ming (2009). "Karbon nanotüplerin yapıya özel tanınması ve ayrılması için DNA dizisi motifleri". Doğa. 460 (7252): 250–253. Bibcode:2009Natur.460..250T. doi:10.1038 / nature08116. PMID  19587767.
  69. ^ Khripin, Konstantin Y; Fagan, Jeffrey A .; Zheng Ming (2013-05-08). "Polimerle Modifiye Edilmiş Sulu Fazlarda Karbon Nanotüplerin Spontane Bölünmesi". Amerikan Kimya Derneği Dergisi. 135 (18): 6822–6825. doi:10.1021 / ja402762e. ISSN  0002-7863. PMID  23611526.
  70. ^ Li, Han; Gordeev, Georgy; Garrity, Oisin; Reich, Stephanie; Flavel, Benjamin S. (2019-01-28). "Küçük Çaplı Tek Duvarlı Karbon Nanotüplerin Sulu İki Fazlı Ekstraksiyon ile Bir ila Üç Adımda Ayrılması". ACS Nano. 13 (2): 2567–2578. doi:10.1021 / acsnano.8b09579. ISSN  1936-0851. PMID  30673278.
  71. ^ Turek, Edyta; Shiraki, Tomohiro; Shiraishi, Tomonari; Shiga, Tamehito; Fujigaya, Tsuyohiko; Janas, Dawid (Aralık 2019). "Dar bant ışık yayma özelliklerine sahip karbon nanotüplerin tek adımlı izolasyonu". Bilimsel Raporlar. 9 (1): 535. Bibcode:2019NatSR ... 9..535T. doi:10.1038 / s41598-018-37675-4. ISSN  2045-2322. PMC  6345979. PMID  30679809.
  72. ^ Zhang, Li; Tu, Xiaomin; Galli Kevin; Wang, Xinran; Zheng, Ming; Dai, Hongjie (2009). "Neredeyse saf (10,5) tek duvarlı karbon nanotüplerin optik karakterizasyonları ve elektronik cihazları". J Am Chem Soc. 131 (7): 2454–2455. arXiv:0902.0010. Bibcode:2009arXiv0902.0010Z. doi:10.1021 / ja8096674. PMID  19193007.
  73. ^ Ding, Lei; Tselev, Alexander; Wang, Jinyong; Yuan, Dongning; Chu, Haibin; McNicholas, Thomas P .; Li, Yan; Liu, Jie (2009). "İyi Hizalanmış Yarı İletken Tek Cidarlı Karbon Nanotüplerin Seçici Büyümesi". Nano Harfler. 9 (2): 800–5. Bibcode:2009 NanoL ... 9..800D. doi:10.1021 / nl803496s. PMID  19159186.
  74. ^ Mohamed, Mohd Ambri; Inami, Nobuhito; Shikoh, Eiji; Yamamoto, Yoshiyuki; Hori, Hidenobu; Fujiwara, Akihiko (2008). "Tek duvarlı karbon nanotüplerin ferromanyetik elektrotlardan doğrudan sentezlenmesiyle spintronics cihazının imalatı". Sci. Technol. Adv. Mater. 9 (2): 025019. Bibcode:2008STAdM ... 9b5019A. doi:10.1088/1468-6996/9/2/025019. PMC  5099751. PMID  27877994.