Полимеризация фуллеренов внутри углеродной нанотрубки

Как мы знаем, углеродные нанотрубки (УНТ) возможно заполнять молекулами фуллеренов. Образующиеся наряду с этим структуры, названные «стручки», владеют увлекательными физико-химическими особенностями, завлекающими внимание исследователей.

Молекулы фуллеренов, находящиеся в УНТ, составляют одномерную цепочку, которую нереально реализовать ни в каких вторых условиях. Особенности поведения аналогичных цепочек имеют громадное значение не только с фундаментальной, вместе с тем и с прикладной точки зрения, потому, что стручки, которые содержат молекулы фуллеренов, с атомом азота в каждой из них, рассматриваются в качестве элемента квантового компьютера, разработка которого образовывает одно из самые актуальных направлений современной нанотехнологии.

Увлекательные изюминки были найдены в результате изучения, выполненного группой исследователей из нескольких японских университетов, каковые нашли эффект полимеризации фуллеренов, находящихся в УНТ в следствии действия внешнего давления. Образцы однослойных УНТ диаметром 1,4 – 1,5 нм приобретали стандартным способом лазерной абляции. Молекулы фуллерена С60 вводили вовнутрь раскрытых нанотрубок в следствии долгого нагрева в отпаянной кварцевой ячейке.

Наблюдения, выполненные посредством просвечивающего электронного микроскопа, показли, что степень заполнения УНТ молекулами фуллерена С60 превышает 80%.

Полимеризация фуллеренов внутри углеродной нанотрубки

Рис. 1. Фуллерены в нанотрубки (гороховый стручек)

Полученные стручки вводили в смесь метилового и этилового спирта (отношение 4:1) и подвергали обработке давлением посредством алмазной наковальни. Наряду с этим проводили рентгеновские дифрактометрические измерения, разрешившие выяснить внутреннюю структуру стручка. Результаты измерений говорят о эффекте резкого уменьшения среднего расстояния между молекулами фуллерена С60 в стручка от 1 до 0,85 нм при достижении давления около 2 ГПа.

Это соответствует расстоянию между поверхностями соседних молекул фуллеренов около 0,145 нм, которое приблизительно в 2,4 раза меньше соответствующей величины для кристаллического фуллерита и сопоставимо с расстоянием между соседними атомами углерода в молекуле фуллерена. Подобная внутренняя структура стручка частично сохраняется по окончании снятия нагрузки. Это говорит о эффекте полимеризации молекул фуллеренов в стручке, каковые образуют тем самым одномерный полимер.

А.В.Елецкий

Fullerenes . Фуллерен С60.Самый прочный материал во вселенной. Углеродные нанотрубки


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: