Saturday, February 23, 2019

Textual description of firstImageUrl

Anorganische Nanoröhre - Wikipedia


Eine anorganische Nanoröhre ist ein zylindrisches Molekül, das häufig aus Metalloxiden oder Gruppe III-Nitriden [1][2] besteht und morphologisch einer Kohlenstoffnanoröhre ähnlich ist. Es wurde beobachtet, dass anorganische Nanoröhrchen in einigen Mineralvorkommen natürlicherweise vorkommen. [3]

Einige Jahre nach Linus Pauling erwähnte 1930 bereits die Möglichkeit gebogener Schichten in Mineralien, [4] einige Mineralien wie weißer Asbest (oder Chrysotil) [5] ] und Imogolit [6] zeigten tatsächlich eine röhrenförmige Struktur. Die ersten synthetischen anorganischen Nanoröhren wurden jedoch erst nach Reshef Tenne et al. berichteten 1992 über die Synthese von Nanoröhren aus Wolframdisulfid (WS 2 ). [7]

In den folgenden Jahren wurden Nanoröhren aus vielen anorganischen Materialien wie Vanadiumoxid und Manganoxid synthetisiert erforscht für Anwendungen wie Redoxkatalysatoren und Kathodenmaterialien für Batterien.




Geschichte und Vorkommen [ edit ]


Anorganische Nanoröhren sind morphologisch ähnlich wie Kohlenstoffnanoröhren und werden in einigen Mineralvorkommen natürlicher Herkunft beobachtet. [8] Synthetische Strukturen dieses Typs waren die ersten berichtet von der Gruppe von Reshef Tenne im Jahr 1992. [7]


Materialien [ edit


Typische anorganische Nanoröhrenmaterialien sind 2D-Schichtfeststoffe wie Wolfram (IV) sulfid (WS 2) ), Molybdändisulfid (MoS 2 ) und Zinn (IV) sulfid (SnS 2 ). [9] WS 2 und SnS 2 / Zinn (II) sulfid (SnS) -Nanoröhren wurden in makroskopischen Mengen synthetisiert. [10][11] Traditionelle Keramiken wie Titandioxid (TiO 2 ), Zirkondioxid [12] (ZrO [12] ) 2 ) und Zinkoxid (ZnO) bilden auch anorganische Nanotubes. [13] Neuere Nanotube- und Nanodrahtmaterialien sind Übergangsmetall / Chalcogen / Halogenide (TMCH), beschrieben durch die Formel TM 6 C y H z wobei TM Übergangsmetall (Molybdän, Wolfram, Tantal, Niob) ist, C ist Chalkogen (Schwefel, Selen, Tellur), H ist Halogen (Iod) und die Zusammensetzung ist mit 8,2 <(y + z) <10 angegeben. TMCH-Röhren können einen Durchmesser von unter einem Nanometer haben, die Länge kann von Hunderten von Nanometern bis zu mehreren zehn Mikrometern eingestellt werden, und sie weisen aufgrund extrem schwacher mechanischer Kopplung zwischen den Röhren ein hervorragendes Dispersionsvermögen auf. [14]

Im Jahr 2007 gaben chinesische Wissenschaftler die Gründung von Kupfer und Kupfer bekannt Wismut-Nanoröhren. [15]


Eigenschaften und mögliche Anwendungen [ edit ]


Anorganische Nanoröhren sind ein alternatives Material zu besser erforschten Kohlenstoff-Nanoröhrchen und weisen Vorteile auf, wie einen einfachen synthetischen Zugang und eine hohe Kristallinität. 19659023] gute Gleichmäßigkeit und Dispersion, vordefinierte elektrische Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials und der nadelartigen Morphologie, gute Haftung an einer Reihe von Polymeren und hohe Schlagfestigkeit. [17] Sie sind daher vielversprechende Kandidaten als Füllstoffe für Polymerkomposite mit verbesserten thermischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften. Zielanwendungen für diese Art von Verbundwerkstoffen sind Materialien für das Wärmemanagement, elektrostatische Dissipatoren, Verschleißschutzmaterialien, photovoltaische Elemente usw. Anorganische Nanoröhren sind schwerer als Kohlenstoff-Nanoröhren und unter Zugspannung nicht so stark, aber sie sind besonders stark unter Druck, was zu starken Spannungen führt Mögliche Anwendungen in stoßfesten Anwendungen wie kugelsicheren Westen. [18][19]

Die mechanische Festigkeit von Cellulosefasern kann um eine Größenordnung erhöht werden, indem nur 0,1 Gew .-% TMCH-Nanoröhrchen zugesetzt werden und die elektrische Leitfähigkeit von mit TMCH-Nanoröhren dotiertem Polycaprolacton gemessen wird zeigten ein perkolatives Verhalten mit einer extrem niedrigen Perkolationsschwelle. [20] Die Zugabe von WS 2 -Nanoröhrchen zu Epoxidharz verbesserte die Adhäsion, die Bruchzähigkeit und die Freisetzungsgeschwindigkeit der Dehnungsenergie. Der Verschleiß des mit Nanoröhren verstärkten Epoxids war achtmal geringer als der von reinem Epoxidharz. [21] WS 2 Nanoröhrchen wurden auch über Elektrospinnen in eine Poly (methylmethacrylat) (PMMA) -Nanofasermatrix eingebettet. Die Nanoröhren waren gut verteilt und entlang der Faserachse ausgerichtet. Die erhöhte Steifigkeit und Zähigkeit von PMMA-Fasernetzen durch anorganische Nanoröhrchen kann sich als stoßabsorbierende Materialien eignen. [22]

Optische Eigenschaften von Halbleiter-Quantenpunkt-anorganischen Nanoröhrchen-Hybriden zeigen einen effizienten resonanten Energietransfer vom Quantenpunkt auf den anorganischen Nanoröhren bei Photoanregung. Nanogeräte, die auf eindimensionalen Nanomaterialien basieren, werden für elektronische und photoelektronische Systeme der nächsten Generation mit geringer Größe, schnellerer Transportgeschwindigkeit, höherer Effizienz und geringerem Energieverbrauch angenommen. Ein Hochgeschwindigkeits-Fotodetektor für sichtbares und nahes Infrarotlicht, basierend auf einzelnen WS 2 -Nanoröhren, wurde im Labor hergestellt. Anorganische Nanoröhren sind hohl und können mit einem anderen Material gefüllt werden, um sie an einem gewünschten Ort zu erhalten oder zu führen oder neue Eigenschaften in dem Füllstoffmaterial zu erzeugen, die auf einen Durchmesser im Nanometerbereich beschränkt sind. Zu diesem Zweck wurden anorganische Nanoröhrchenhybride hergestellt, indem WS 2 Nanotubes mit geschmolzenem Blei, Antimon oder Bismutjodidsalz durch ein Kapillarbenetzungsverfahren gefüllt wurden, was zu PbI 2 @WS führte. 2 SbI 3 @WS 2 oder BiI 3 @WS 2 Kern-Schale-Nanoröhrchen. [23]


Biomedical Applications [ edit ]


Wolframdisulfid-Nanoröhrchen wurden als Verstärkungsmittel zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften biologisch abbaubarer polymerer Nanokomposite für das Tissue Engineering von Knochengewebe untersucht. [24] Zugabe von ~ 0,02 Gew .-% Wolfram Disulfid-Nanoröhrchen verbesserten die Druck- und Biegemechanik-Eigenschaften von Poly (propylenfumarat) -Nanoverbindungen deutlich besser als Kohlenstoffnanoröhren. Dies wurde der erhöhten Dispersion von Wolframdisulfid-Nanoröhren in der Polymermatrix zugeschrieben, die eine effiziente Lastübertragung von der Matrix auf die darunterliegende Nanostruktur ermöglicht.


Siehe auch [ edit ]


Referenzen [ edit ]



  1. ^ Ahmadi A, JH Beheshtian, Hadipour NL (2011) ) Wechselwirkung von NH3 mit einer Aluminiumnitrid-Nanoröhre: Elektrostatisch vs. kovalent. Physica E: Niedrigdimensionale Systeme und Nanostrukturen 43 (9): 1717-1719

  2. ^ Beheshtian J, Baei MT, Peyghan AA, Bagheri Z (2012) Elektronischer Sensor für Sulfiddioxid auf der Basis von AlN-Nanoröhren: eine Berechnung Studie. J Mol Model 18: 4745-4750, 10.1007 / s00894-012-1476-2

  3. ^ Harris, P.F.J. (2002). Kohlenstoffnanoröhren und verwandte Strukturen (1. Aufl.). Cambridge University Press. S. 213–32. ISBN 978-0-521-00533-3.

  4. ^ Pauling L. (1930). "Die Struktur der Chlorite". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. . 16 (9): 578–82. doi: 10.1073 / pnas.16.9.578. PMC 526695 . PMID 16587609.

  5. ^ Bates; et al. (1950). "Röhrenkristalle aus Chrysotilasbest". Wissenschaft . 111 (2889): 512–513. doi: 10.1126 / science.111.2889.512.

  6. ^ Cradwick et al. (1972). "Imogolit, ein hydriertes Aluminiumsilikat mit Rohrstruktur". Nature Physical Science . 240 (104): 187–189. doi: 10.1038 / physci240187a0

  7. ^ a b b. b. ; Tenne R., L. Margulis, M. Genut, (1992). "Polyedrische und zylindrische Strukturen aus Wolframdisulfid". Nature . 360 (6403): 444–446. doi: 10.1038 / 360444a0

  8. Peter J. F. Harris; Peter John Frederich Harris (12. November 2001). Kohlenstoffnanoröhren und verwandte Strukturen: neue Materialien für das einundzwanzigste Jahrhundert . Cambridge University Press. S. 213–. ISBN 978-0-521-00533-3 . 3. November 2011 .

  9. ^ R. Tenne (2002). "Fullerenähnliche Materialien und Nanoröhren aus anorganischen Verbindungen mit einer Schichtstruktur (2-D)". Kolloide und Oberflächen A . 208 (1–3): 83–92. doi: 10.1016 / S0927-7757 (02) 00104-8

  10. ^ A. Zak; L. Sallacan Ecker; N. Fleischer; R. Tenne (2011). "Synthese großflächiger WS2-Multiwall-Nanoröhren: Update". J. Sensoren und Wandler . 12 (10): 1–10

  11. ^ G. Radovsky; R. Popovitz-Biro; M. Staiger; K. Gartsman; C. Thomsen; T. Lorenz; G. Seifert; R. Tenne (2011). "Synthese von reichlichen Mengen an SnS 2 und SnS 2 / SnS-Nanoröhren mit geordneten Superstrukturen". Angew. Chem. Int. Ed . 50 (51): 12316–12320. doi: 10.1002 / ange.201104520. PMID 22038979.

  12. ^ Muhammad, Ibrahim D .; Awang, Mokhtar. "Überprüfung der geometrischen Abmessungen von Zirkonoxid-Nanoröhren". www.academia.edu . 2016-02-20 .

  13. ^ S.I. N / a; S. S. Kim; W. K. Hong; J.W. Park; J. Jo; Y.C. Nah T. Lee; D.Y. Kim (2008). "Herstellung von TiO 2 -Nanoröhrchen unter Verwendung elektrolytisch abgeschiedener ZnO-Nanorod-Matrizen und ihre Anwendung auf Hybridsolarzellen." Electrochimica Acta . 53 (5): 2560–2566. doi: 10.1016 / j.electacta.2007.10.041.

  14. ^ A. Kis; D. Mihailovic; M. Remskar; A. Mrzel; A. Jesih; I. Piwonski; A. J. Kulik; W. Benoit; L. Forro (2003). "Scher- und Young-Module von MoS 2 Nanotube-Seile". Erweiterte Materialien . 15 (9): 733–736. doi: 10.1002 / adma.200304549.

  15. ^ Yang, Dachi; Meng, Guowen; Zhang, Shuyuan; Hao, Yufeng; An, Xiaohong; Wei, Qing; Ye, Min; Zhang, Lide (2007). "Elektrochemische Synthese von Metall- und Halbmetall-Nanoröhren-Nanodraht-Heteroübergängen und ihre elektronischen Transporteigenschaften". Chem. Commun . 0 (17): 1733–1735. doi: 10.1039 / B614147A

  16. ^ M. Krause; A. Mucklich; A. Zak; G. Seifert; S. Gemming (2011). "Hochauflösende TEM-Studie von WS 2 Nanoröhren". Physica Status Solidi B . 248 (11): 2716–2719. doi: 10.1002 / pssb.201100076.

  17. ^ Y. Q. Zhu; H. W. Kroto (2003). "Stoßwellenwiderstand von WS 2 Nanotubes". J. Am. Chem. Soc . 125 (5): 1329–1333. doi: 10.1021 / ja021208i. PMID 12553835.

  18. ^ ApNano Materials kündigt bedeutenden Durchbruch bei der Herstellung industrieller Nanotubes für Bullet Proof-Westen an. Nanotech now

  19. ^ "Anorganische Menagerie. Ungewöhnliche Eigenschaften von Nanoröhren aus anorganischen Materialien bieten faszinierende Anwendungsmöglichkeiten". Chemische und technische Nachrichten . 83 (35): 30–33. August 2005. doi: 10.1021 / cen-v083n040.p030

  20. ^ S.J. Kinn; P. Hornsby; D. Vengust; D. Mihailović; J. Mitra; P. Dawson; T. McNally (2011). "Verbundwerkstoffe aus Poly (ε-caprolacton) und Mo 6 S 3 I 6 Nanowires". Polymere für fortgeschrittene Technologien . 23 (2): 149–160. doi: 10.1002 / pat.1838

  21. ^ E. Sohar; S. Baruch; M. Shneider; H. Dodiu; S. Kenig; D. H. Wagner; A. Zak; A. Moshkovith; L. Rapoport; R. Tenne (2011). "Die mechanischen und tribologischen Eigenschaften von Epoxidnanokompositen mit WS 2 Nanotubes". Journal of Sensors & Transducers . 12 (Sonderausgabe): 53–65,

  22. ^ C. S. Reddy; A. Zak; E. Zussman (2011). "WS 2 -Nanotubes, eingebettet in PMMA-Nanofasern als energieabsorbierendes Material". J. Mater. Chem . 21 (40): 16086–16093. doi: 10.1039 / C1JM12700D.

  23. ^ R. Kreizman; A. N. Enyashin; F. L. Deepak; A. Albu-Yaron; R. Popovitz-Biro; G. Seifert; R. Tenne (2010). "Synthese von anorganischen Core-Shell-Nanoröhren". Adv. Funct. Mater . 20 (15): 2459–2468. Doi: 10.1002 / adfm.201000490.

  24. ^ Lalwani G., Henslee AM, Farshid B., Parmar P., Lin L., Qin YX, Kasper FK, Mikos AG, Sitharaman B. (2013). "Wolframdisulfid-Nanoröhren verstärkten biologisch abbaubare Polymere für das Knochengewebe-Engineering". Acta Biomater . 9 (9): 8365–73. Doi: 10.1016 / j.actbio.2013.05.018. PMC 3732565 . PMID 23727293. CS1 maint: Mehrere Namen: Autorenliste (Link)



Externe Links [ edit ]


Posted by at

No comments:

Post a Comment

Subscribe to: Post Comments (Atom)