Anglies nanovamzdelių plėvelės: linija 'em up | NPP Azijos medžiagos

Anglies nanovamzdelių plėvelės: linija 'em up | NPP Azijos medžiagos

Anonim

Plonas išlygintų anglies nanovamzdelių plėveles galima susidaryti naudojant skystą kristalinį aktyviosios paviršiaus medžiagos polimerą.

Anglies nanovamzdelių elektroninės, mechaninės ir optinės savybės daro juos labai patrauklius naudoti įvairiose technologinėse srityse. Vis dėlto, norint efektyviausiai išnaudoti jų savybes, būtina vienodai suderinti nanovamzdelius - procesą apsunkina tai, kad anglies nanovamzdeliai yra mažai tirpūs ir todėl nelinkę gerai pasiskirstyti tirpale. Kunihiko Okano, Ikuyo Noguchi ir Takashi Yamashita iš Tokijo mokslo universiteto 1 dabar sukūrė paruošimo metodą, kuris išsprendžia abi problemas.

Vienas iš būdų pagerinti anglies nanovamzdelių tirpumą yra pritvirtinti juos tirpinančiomis grupėmis. Kadangi kovalentinis modifikavimas sukelia struktūrinius pokyčius, kurie gali pakenkti jų fizinėms savybėms, vis dėlto dauguma esamų metodų remiasi vadinamuoju „supramolekuliniu funkcionalizavimu“ - tirpinamųjų grupių prisijungimu prie nanovamzdelių, derinant daugelį silpnų tarpmolekulinių jėgų.

Yamashita ir jo kolegos laikėsi supramolekulinio požiūrio, tačiau pasukdami. „Mes galvojome, kad turėtume sugebėti panaudoti paviršiaus aktyviosios medžiagos poveikį nanovamzdeliams išsklaidyti“, - aiškina Yamashita. „Pridedant polimerą, kuriame yra tiek aromatinių, tiek poliarinių jonų grupių, nanovamzdeliai gali būti ištirpinti vandenyje.“ Polimero stuburą sudaro daugybė aromatinių grupių, kurias traukia anglies nanovamzdelių aromatinis karkasas, taip pat kelios sulfonrūgšties grupės. kurie padeda tirpinti nanovamzdelio – polimero konjugatą vandenyje.

Norėdami suderinti nanovamzdelius, tyrėjai pasirinko polimerą, turintį skystųjų kristalų savybes. Skystos kristalinės būsenos molekulės galėtų judėti kaip skysčio pavidalu, tačiau esant ribotam judesio diapazonui, todėl molekulės galėtų sulygiuoti viena su kita. Atskiestame vandenyje nanovamzdelių ir polimerų konjugatai buvo linkę savaime išsilyginti (1 pav.), O tirpalui išliejus ant paviršiaus ir išgaravus vandeniui, nanovamzdelių išdėstymas buvo užfiksuotas.

Image

1 pav. Skersinės poliarizacijos mikroskopijos vaizdai, parodantys nanovamzdelių išlyginimo skystųjų kristalų vienodumą. (Kairė) Grynas skystas kristalas. (Centre, dešinėje) Skystieji kristalai su 1, 0 ir 10 mg / ml anglies nanovamzdelių. Lygesnė išvaizda rodo didesnį molekulių suderinimo vienodumą. 1. Dauginama gavus leidimą. © 2010 ACS

„Mūsų darbas leis toliau praktiškai panaudoti anglies nanovamzdelius, pavyzdžiui, gaminant spausdinamą ar lanksčią elektroniką“, - sako Yamashita. „Skystųjų kristalų savybės taip pat suteikia galimybę paruošti prietaisus, kuriuos galima perjungti šildant arba apšvitinant. Mes planuojame tai įvertinti savo būsimuose tyrimuose.“

Autoriai

Šį tyrimo akcentą patvirtino originalaus straipsnio autorius, o visus empirinius duomenis pateikė pats autorius.