कार्बन नैनोट्यूब की भौतिक संरचना का पृथक्करण जीता प्रगति

वैचारिक रूप से, कार्बन नैनोट्यूब एक आयामी आणविक ट्यूबलर ग्राफीन का तार गठन की है, ग्राफीन यांत्रिक और तापीय गुणों और वाहक के उच्च गतिशीलता, और एक समायोज्य इलेक्ट्रॉनिक संरचना प्रदर्शन के उत्कृष्ट विशेषताओं वाले, optoelectronic संपत्तियों, अगली पीढ़ी के उच्च गति कम बिजली के निर्माण में महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के साथ, अत्यधिक इलेक्ट्रॉनिक और optoelectronic एकीकृत सर्किट पहलू एकीकृत, तथापि, कार्बन नैनोट्यूब की प्रकृति संरचना द्वारा परमाणु व्यवस्था में परिणाम होगा की प्रकृति में प्रदान की जाती है। छोटे मतभेद विशाल अलग। इसलिए, कार्बन नैनोट्यूब के नियंत्रण संरचना अपनी प्रकृति के लिए एक शर्त है और अनुसंधान, साथ ही नैनो-गर्म और विज्ञान और प्रौद्योगिकी अनुसंधान के लिए मुश्किल फील्ड का प्रयोग किया।

भौतिकी संस्थान, चीनी अकादमी ऑफ साइंसेज / उन्नत सामग्री और संरचनाओं A05 समूह शोधकर्ता लियू Huaping के बीजिंग संघनित पदार्थ भौतिकी प्रयोगशाला विश्लेषण के लिए राष्ट्रीय अनुसंधान केन्द्र, एकल chiral कार्बन नैनोट्यूब व्यास की एक किस्म प्राप्त करने के लिए प्रतिबद्ध है 1nm अलग संरचना की तुलना में कम, जेल क्रोमैटोग्राफी का विकास है हाल के वर्षों में तैयारी पृथक नैनोट्यूब, तापमान, इथेनॉल और विभिन्न synergistic पृष्ठसक्रियकारक अणु, आणविक पैमाने पर जेल के साथ विभिन्न पेचदार कार्बन नैनोट्यूब के बीच बातचीत का विनियमन, एकल chiral कार्बन नैनो में पर्याप्त वृद्धि विशिष्ट photoresponse गुण और प्रकाश जुदाई ट्यूब की दक्षता उत्सर्जक। इस आधार पर, chiral प्रारंभिक जुदाई और कार्बन नैनोट्यूब के संवर्धन के उपयोग, पीकिंग विश्वविद्यालय प्रो पेंग Lianmao अनुसंधान दल के सहयोग से, पहली बार एक उच्च प्रदर्शन के दो और तीन आयामी का निर्माण कार्बन नैनोट्यूब optoelectronic एकीकृत सर्किट। हालांकि, जेल पारगमन क्रोमैटोग्राफी द्वारा तैयार कार्बन नैनोट्यूब की जुदाई 1 एनएम से के व्यास से कम थे। कार्बन नैनोट्यूब के एक chiral अलग होने के लिए एक व्यास 1.2nm की तुलना में बड़ा है एक ऐसी दुनिया की समस्या है। कार्बन नैनोट्यूब के व्यास के रूप में बढ़ जाती है, कार्बन नैनोट्यूब का एक ही तरह के व्यास बढ़ जाती है, कार्बन नैनोट्यूब संरचना बढ़ती जा रही है अलग करने की कठिनाई है, लेकिन सैद्धांतिक अनुसंधान यह दर्शाता है कि उच्च प्रदर्शन ट्रांजिस्टर के मामले में आवेदन, कार्बन नैनोट्यूब semiconducting का इष्टतम व्यास रेंज 1.2-1.7nm है।

हाल ही में, अनुसंधान समूह स्नातक यांग Dehua, Hujin वेन, लियू Huaping शोधकर्ता, सप्ताह के माध्यम से, इस तरह के बड़े व्यास कार्बन नैनोट्यूब और polysaccharide जैल के साथ विभिन्न विस्तृत संरचना के बीच कार्बन नैनोट्यूब NaOH विनियमन की सतह पर adsorbed पृष्ठसक्रियकारक अणुओं के उपयोग के रूप में विज्ञान के चीनी अकादमी सिशेन समाधान बल अंतर है, एक बड़े व्यास कार्बन नैनोट्यूब (> 1.2 एनएम के व्यास) जुदाई संरचना, और पृथक अर्ध-परिचालक कार्बन नैनोट्यूब लगभग 40% तक तैयार हो सकता है की chiral पवित्रता, शुद्धता अर्धचालक 99% से अधिक प्राप्त करने के लिए, ऑप्टिकल लक्षण वर्णन साबित होता है परिणाम (fig। 1-3)। इस सरल विधि विरासत में मिला जेल क्रोमैटोग्राफी, तेजी से, कम लागत, कार्बन नैनोट्यूब के लिए आसान जुदाई फायदे पैमाने। प्रक्रियाओं का अनुकूलन, अलग उपज मिलीग्राम ऊपर से। इस अध्ययन उच्च प्रदर्शन बड़े पैमाने पर एकीकृत नैनोट्यूब इलेक्ट्रॉनिक्स और अवरक्त optoelectronic उपकरणों की तैयारी सुरक्षा उपायों में कोई महत्वपूर्ण विषय प्रदान करने के लिए के लिए परिणाम, बड़े व्यास एकल अर्ध-परिचालक कार्बन नैनोट्यूब और दाहिनी ओर के आगे जुदाई की नींव रखी। संबंधित काम उन्नत कार्यात्मक सामग्री में प्रकाशित।

चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन, द्वारा अनुसंधान चीनी अकादमी सीमांत विज्ञान अनुसंधान कार्यक्रम के, कार्यक्रम केन्द्रीय संगठन विभाग 'युवा लोगों के हजारों' और चीनी अकादमी ऑफ साइंसेज 'सौ' और अन्य सहायता की।

छवि 1. (क) विभिन्न नैनोट्यूब जुदाई एक जलीय घोल तैयार संरचना ;. (बी) के ऑप्टिकल तस्वीर के कार्बन नैनोट्यूब के माइक्रोग्राम के आदेश के समाधान को अलग करने की प्रक्रिया पैरामीटर, मैक्रो पृथक कार्बन नैनोट्यूब समाधान के अनुकूलन के बाद (नीचे निरूपित किया कार्बन नैनोट्यूब के फैलाव में तरल सामग्री की एक बोतल)।

पृथक कार्बन नैनोट्यूब समाधान के स्पेक्ट्रल विशेषता अंजीर तैयार किया। 2. (क) ऑप्टिकल अवशोषण स्पेक्ट्रा की विशेषता ;. (बी) रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी लक्षण वर्णन (उत्तेजना तरंग दैर्ध्य 514 एनएम)।

3. अंजीर शुद्धता कार्बन नैनोट्यूब अलग मूल्यांकन में (क) chiral शुद्धता, गणना की शिखर फिटिंग नैनोट्यूब द्वारा तैयार पृथक अंश का chiral पवित्रता का मूल्यांकन तैयार ऊपर लगभग 40% ;. (बी) अर्धचालक पवित्रता का मूल्यांकन, पृथक करने के लिए अर्धचालक कार्बन नैनोट्यूब एक पवित्रता से अधिक 99% (अवशोषण शिखर क्षेत्र अनुपात M11 की धातु ट्यूब के S22 अर्धचालक अवशोषण शिखर द्वारा गणना) में तैयार किया जा सकता है।