Исследование регулярного присоединения атомов металлов к нанотрубкам.

Введение. 3
ГЛАВА 1 7
БОРОУГЛЕРОДНЫЕ НАНОТУБУЛЯРНЫЕ СТРУКТУРЫ: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ. 7
1.1 Терминологическая классификация нанотубулярных структур 8
1.2 Технология получения бороуглеродных нанотруб типа ВСn 12
1.3 Экспериментальные исследования углеродосодержащих наноструктур с примесными атомами бора 19
1.4 Вывод 24
ГЛАВА 2 25
МЕТОДЫ РАСЧЕТА И МОДЕЛИ НАНОСИСТЕМ 25
2.1 Полуэмпирические методы MNDO и MNDO-PM/3 25
2.2 Модель молекулярного кластера 30
2.3 Теория функционала плотности 33
2.4 Выводы 40
ГЛАВА 3................................................................................................................40
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИСОЕДИНЕНИЯ РЕГУЛЯРНЫХ АТОМОВ МЕТАЛЛА К ПОВЕРХНОСТИ БОРОСОДЕРЖАЩИХ НАНОТРУБОК......................................................................................................40
3.1.Присоединение атомов лития к БУНТ .............................................................................................................................41

3.2 Присоединение атомов калия к БУНТ ............................................................................................................................43

3.3 Присоединение атомов натрия к БУНТ…………………………………45

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................................................................
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................................

Весь текст будет доступен после покупки

Углеродные нанотрубки (УНТ) - это одномерные структуры, полностью состоящие из атомов углерода, расположенных в цилиндрической форме. Эти наноразмерные структуры обладают уникальными физическими и химическими свойствами, которые делают их привлекательными для широкого спектра применений, включая электронику, хранение энергии, сенсоры и нанокомпозиты. Замечательные свойства УНТ обусловлены их высоким аспектным соотношением, исключительной механической прочностью и превосходной электропроводностью.

В последние годы наблюдается значительный интерес к улучшению свойств и функциональных возможностей УНТ путем присоединения атомов металлов к их поверхности. Присоединение атомов металлов к УНТ может придать им новые функциональные свойства, изменить их электронные свойства и создать новые гибридные материалы с улучшенными свойствами. Различные металлы, такие как золото, серебро, платина и переходные металлы, были исследованы на предмет их присоединения к УНТ, каждый из которых обладает уникальными характеристиками и потенциальным применением.

Весь текст будет доступен после покупки

Зарождение современной нанотехнологии можно отнести к лекции физика Ричарда Фейнмана в 1959 году, названной "Внизу много места". Фейнман выдвинул теорию о возможности манипулировать отдельными атомами и молекулами. Также затронул тему о потенциале хранения информации в миниатюризированном масштабе и способность управлять материалами на атомарном уровне.
Сами нанотрубки были открыты в 1991 году японским ученым Сумио Идземе. В микроскопе он наблюдал за сажей, которую получил путем сжигания графита в плазме электрической дуги, там он увидел нити- диаметром от одного до нескольких нанометров. Такие структуры имели вид свернутых в трубку гексогональные графитовые слои, торцы которых закрывались полусферической головкой. Позже эти трубки получили название «нанотрубки».
Различные свойства нанотрубок получили применение в множестве отраслях: медицине, электроники, экологии, технике. Позже ученые обнаружили неуглеродные нанотрубки среди неорганических классов. Для этого было проведено много экспериментальных и теоретических исследований, сначала обнаружили однослойные гексональные нанотрубки BN, BXCYNX, которые являются аналогами углерода. Помимо этого были обнаружены бороуглеродные нанотрубки, в которых были заменены атомы углерода на атомы бора, но теоретических данных о них недостаточно, из-за этого практическое применение до конца не определенно.

1.1 Терминологическая классификация нанотубулярных структур

Нанотрубчатые структуры - это увлекательные и универсальные наноматериалы с широким направлением применений в различных областях таких как: материаловедение, электроника, медицина и накопители энергии. Из-за их множества характеристик и свойств важно создать систематизированную и стандартизированную систему классификации для разделения этих структур на основе их специфических атрибутов. Эта терминологическая классификация позволяет исследователям и ученым эффективно взаимодействовать, сравнивать различные типы нанотрубчатых структур и понимать их свойства.

Углеродные нанотрубки (УНТ):
Углеродные нанотрубки являются одним из наиболее известных и широко изученных типов нанотрубчатых структур. Они состоят из атомов углерода, расположенных в цилиндрической структуре, часто напоминающей свернутые листы графена. Исходя из их структуры, УНТ могут быть дополнительно классифицированы как:

Одностенные углеродные нанотрубки (ОУНТ): Эти нанотрубки состоят из одного слоя атомов углерода, образуя бесшовную цилиндрическую структуру. Одностенные углеродные нанотрубки обладают исключительной механической прочностью, уникальными электрическими свойствами, которые используются в различных областях применения, например, электроника и нанотехнологии.

Многостенные углеродные нанотрубки (MWCNTs): MWCNTs состоят из множества слоев атомов углерода, расположенных концентрически, напоминающих ряд наложенных друг на друга цилиндров. Они обладают улучшенными механическими и термическими свойствами, которые находят применение в композитах, накопителях энергии и датчиках.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Iijima, S. Helikal microtubules of graphite carbon / S. Iijima // Nature. –1991. –Vol. 354. – P. 56–57.
2. Запороцкова, И. В. Углеродные и неуглеродные наноматериалы и композитные структуры на их основе: строение и электронные свойства [Текст]:[монография] / И.В. Запороцкова; Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования «Волгогр. гос. ун-т». – Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2009. – 491 с.
3. Борознина Н.П., Запороцкова И.В., Дрючков Е.С., Борознин С.В. Сенсоры на основе углеродных нанотрубок, поверхностномодифицированных аминогруппой. для идентификации металлов // XIII Международный симпозиум "Фундаментальные и прикладные проблемы науки". (11-13 сентября 2018г.). - Миасс, Россия, 2018. - С. 61-65.
4. Борознина Н.П., Запороцкова И.В., Борознин С.В., Дрючков Е.С. Датчики на основе УНТ, модифицированных по поверхности аминогруппой. // Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования «Волгогр. гос. ун-т». – Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2019. – С. 1-4.
5. Rubio, A. Formation and electronic properties of BC3 single-wall nanotubes upon boron substitution of carbon nanotubes. / A. Rubio [et al.] // Phys. Rev. B. – 2004. – Vol. 69. – P. 245404.
1. Wang, Q. Stability and charge transfer of C3B ordered structures / Q. Wang, L.-Q. Chen, J. Annett // Phys. Rev. B. – 1996. – Vol. 54, № 4. – P. 2273-2275.
6. П.Н. Дьячков, Д.З. Кутулбаев Квантово химическое исследование переходного металла на электронное строение углеродных нанотрубок типа зигзаг и кресло// Гос.образоват. учреждение высш.проф. образования «Росс. хим.- тех. ун-т. им. Д.И. Менделеева»- Москва: Изд-во Росс. хим.- тех. ун-т. им. Д.И. Менделеева, 2008- С. 30-31.

Весь текст будет доступен после покупки