Чудак края нанотрубки выигрывает вбрасывания

Когда круг менее стабильной, чем зазубренные петли? Видимо, когда вы говорите о углеродных нанотрубок.

Рис теоретических исследователи университета обнаружили, что нанотрубки с раздельными секциями «зигзаг» и «кресло» растет гранями из твердого катализатора гораздо более энергетически устойчива, чем круговой механизм.

При определенных обстоятельствах, они сообщили, интерфейс между растущей нанотрубки и ее катализатором может достигнуть самого низкого известного энергетического состояния через двуликий «Янус» конфигурации, с пол-оборота зигзагов напротив шести креслах.

Термины относятся к форме нанотрубок края: зигзагообразная нанотрубка конец выглядит как увидела зуб, а кресло как ряд сидений с подлокотниками. Они являются основными край конфигураций-это двумерная решетка атомов углерода, известный как графен (а также другие 2D-материалы) и многих других свойствах материалов, особенно электропроводность.

Коричневые школе инженерной группы материалов теоретик Борис Якобсон, научный сотрудник и ведущий автор Ксения ставок и помощник профессора Евгения Пенев сообщил свои результаты в Американского химического общества журнал ACS нано.

Теория является продолжением открытий команды в прошлом году, что интерфейсы Янус, скорее всего, форма на катализаторе вольфрама и кобальта, ведущих к одной хиральности, называется (12,6), что другие лаборатории уже сообщали о растущем в 2014 году.

Команда риса сейчас показывает такие структуры не являются уникальными для конкретного катализатора, но общая характеристика ряда твердых катализаторов. Это потому, что атомы прикрепляются к нанотрубке края всегда добиваться своих низких энергетических состояний, и случайно найти его в конфигурации Янус они по имени Аризона.

«Люди взяли в исследованиях, что геометрия краю круг», — сказал Пенев. «Это интуитивное … это обычно предполагается, что короткий край является лучшим. Но мы нашли для хиральных трубок слегка вытянутые Янус края позволяет ему быть намного лучше контакт с твердыми катализаторами. Энергию для этого края может быть достаточно низкой».

В конфигурации круга, телевизор с креслом днища отдых на подложке, обеспечивая максимальное количество контактов между катализатором и нанотрубки, который растет прямо вверх. (Сила краям Янус, чтобы они росли под углом.)

Углеродные нанотрубки-длинные, свернутые трубки из графена — достаточно трудно увидеть с помощью электронного микроскопа. Пока нет никакого способа, чтобы наблюдать базе нанотрубок, как он растет снизу вверх химическим осаждением из газовой фазы печи. Но теоретические расчеты атомно-энергетический уровень, который проходит между катализатором и нанотрубки интерфейс может рассказать ученым очень много о том, как они растут.

Это путь в лабораторию Райс проводит уже более десяти лет, потянув за нить, которая показывает, как минуту корректировки роста нанотрубок может изменить кинетику, и, в конечном счете, как нанотрубки могут быть использованы в приложениях.

«В целом, введение новых атомов в нанотрубке края требует нарушения взаимодействия между нанотрубкой и подложкой», — сказал ставки. «Если интерфейс является жесткой, это стоило бы слишком много энергии. Именно поэтому винт теории роста дислокационной предложил профессор Якобсон в 2009 году удалось подключиться темпы роста с наличием перегибов, сайты на нанотрубки края, что сорвать плотная углеродная нанотрубка-подложка контактов.

«Любопытно, хотя конфигурации пограничного Янус обеспечивает очень плотный контакт с подложкой он по-прежнему сохраняет один зубчик, что бы обеспечить непрерывный рост нанотрубок, как мы в прошлом году продемонстрировали вольфрама кобальта катализатора», — сказал ставки.

Ставки побежал обширные компьютерные симуляции для моделирования нанотрубок, растущих на трех жестких катализаторов, что свидетельствует о росте Янус и еще один «жидкий» катализатор, карбида вольфрама, которые не. «На поверхности этого катализатора является очень подвижным, поэтому атомы могут много двигаться», — сказал Пенев. «Для этого, мы не отметили четкой сегрегации».

Якобсон по сравнению Янус нанотрубок Вульф формы кристаллов. «Это несколько удивительно, что наш анализ предполагает, реструктуризация, граненый край является энергетически предпочтительным для хиральных трубок», — сказал он. «Если предположить, что низкой энергии края должны быть минимальной длины окружности, как если предположить, что кристалл форма должна быть минимальной-поверхность сферы, но мы хорошо знаем, что 3D-фигур есть грани и 2D фигуры многоугольники, как воплощаемый Вульф строительства.

«Графен имеет по бокам необходимости несколько’,’ но нанотрубки цилиндр имеет один обод, что делает энергетический анализ разных», — сказал он. «В этой связи возникает принципиально интересные и практически важные вопросы о соответствующей структуры краев нанотрубки».

Исследователи Райс надеются, что их открытие будет продвигать их по пути к тем, ответы. «Непосредственным следствием этого вывода является смена парадигмы в нашем понимании механизмов роста», — сказал Якобсон. «Что может стать важным в том, как одной практически конструкции катализатором для эффективного роста, особенно контролируемых нанотрубки типа симметрии, электронного и оптического полезности».

сделать разницу: спонсорские возможности