Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Polymerní nanomateriály P319. Zač je toho uhlík pokračování - grafit - diamant - fullereny, fullerity, fulleridy - uhlíkatá vlákna - nanotrubičky.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Polymerní nanomateriály P319. Zač je toho uhlík pokračování - grafit - diamant - fullereny, fullerity, fulleridy - uhlíkatá vlákna - nanotrubičky."— Transkript prezentace:

1 Polymerní nanomateriály P319

2 Zač je toho uhlík pokračování - grafit - diamant - fullereny, fullerity, fulleridy - uhlíkatá vlákna - nanotrubičky

3 Fulleren Pojmenováno podle Richarda Buckminstera Fullera, který se zabýval stavbou kulových staveb. C 60 popsán v r. 1985, Nobelova cena za chemii v r. 1996 (H. Kroto, R.Curl, R.F.Smalley) http://arcadenw.org/events/the-love-song-of-r-buckminster-fuller molekula C 60

4 Fullereny fulleren - počet izomerů C 60 - 1 C 70 - 1 C 76 - 1 C 78 - 5 C 80 - 7 C 82 - 9 C 84 - 24... bca Izomery C 80 http://thenanoage.com/carbon.htm G.A.Dolgonos, G.H.Peslherbe, Chem. Phys. Lett 398 (2004) 217-223

5 Fullereny způsoby přípravy Použití plazmatu či ohřevu v inertní atmosféře - obloukový výboj mezi C elektrodami - laserová ablace C terče - odporové zahřívání C tyče - oxidační spalování z prekurzorů Odporové zahřívání http://www.youtube.com/watch?v=FASzxNJdhFM Y-K.Choi, H-S. Im, K-W. Jung, Int. J. Mass Spec. 189 (1999) 115-123. Obloukový výboj http://www.nobelprize.org/nobel_priz es/chemistry/laureates/1996/illpres/c arbon.html http://www.icmm.csic.es/fis/english /evaporacion_resistencia.html Laserová ablace

6 Fullereny čištění - Rozpouštěcí metoda - fulleren do roztoku (toluen), saze nerozpustné, následná filtrace nebo dekantace - Sublimační metoda - ohřev v křemenné trubici (He atmosféra) - fullereny sublimují a kondenzují na studených částech, saze zůstávají v teplých místech - Chromatografie

7 Fullerity Fullerit z vrstev C 70 - čtverečná Teplota a tlak - snižování mřížových parametrů, vznik jiných struktur (romboedrická u C 60 ). Fullerit z vrstev C 60 - kubická V.D. Blank, B.A. Kulnitskiy, O.M. Zhigalina, Carbon 38 (2000), 2051-2054. Fullereny tvořící krystalické struktury

8 Fulleridy Fullereny či fullerity dopované cizími atomy či organickými molekulami - endoedrické - substituční - exoedrické http://eng.thesaurus.rusnano.com/wiki/article9866 http://rubingroup.org/home/publications/ http://www.univie.ac.at/spectroscopy/fks/forschu ng/ergebnisse/fullerene.htm

9 Uhlíkatá vlákna Mechanické vlastnosti - dle stupně uspořádání (s teplotou konečné přípravy roste uspořádanost, stoupá youngův modul pružnosti, tepelná i elektrická vodivost, klesá pevnost v tahu) Hlavní prekurzory pro výrobu: PAN dehet, smola, hedvábí http://www.kth.se/che/kemi2011/2.27954/mataug-1.191518

10 Uhlíkatá vlákna deformace http://cs.wikipedia.org/wiki/Modul_pru%C5%BEnosti_v_tahu Youngův modul pružnosti (Hookeův zákon) napětí http://www.keytometals.com/page.aspx?ID=CheckArticle&site=ktn&NM=107

11 Uhlíkatá vlákna Podle Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN 80-7329-083-9 Základní dělení do 3 typů: Typ I - HM vlákna (High Modulus) Vysoký stupeň orientace grafenových vrstev podél osy vláken Vlastnosti některých HM vláken: Typ II - HS vlákna (High Strenght) Spíše náhodná orientace vrstev Vlastnosti některých HS vláken: Typ III - IM vlákna (Intermediate) Přechodový typ SurovinaVláknoVýrobceE [Gpa]σ [GPa]ρ [g.cm -3 ] SmolaP-100Amoco7242,242,15 SmolaE-105DuPont7243,312,17 PANGY-70BASF/Celion5171,861,96 SurovinaVláknoVýrobceE [Gpa]σ [GPa]ρ [g.cm -3 ] PANAS-4Herkules2313,641,80 PANT-40Amoco2903,451,78 PANT-1000Amoco200-300až 71,75 M. Shioya, M. Nakatani, Composites Science and Technology 60 (2000) 219-229.

12 Uhlíkatá vlákna Výroba Výrobní postupy melt spinning (vytlačování z taveniny) wet spinning (mokré zvlákňování) dry spinning (suché zvlákňování) Podle prekurzoru a cílových vlastností a struktury je zvolena metoda

13 Uhlíkatá vlákna Výroba PAN – stabilizace Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN 80-7329-083-9 PAN – wet spinning

14 Uhlíkatá vlákna Výroba M. Shioya, M. Nakatani, Composites Science and Technology 60 (2000) 219-229.. Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN 80-7329-083-9

15 Uhlíkatá vlákna Výroba D.D.Edie, Carbon 39 (1998) 345-362.. Smola, mezofáze – melt spinning Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN 80-7329-083-9

16 Nanotubulární uhlík Poprvé popsán v r. 1991 (Iijima, Nature 354, p.56-58) - nalezen na povrchu uhlíkových elektrod po elektrickém výboji Trubička z uhlíkových atomů s průměrem v řádu nm. - SWNT (single wall nano tube) - MWNT (multiwall nano tube). http://coecs.ou.edu/Brian.P.Grady/nanotube.html Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN 80-7329-083-9

17 Nanotubulární uhlík. http://www.asdn.net/asdn/nano4kids/nanotube.shtml http://www.gtresearchnews.gatech.edu/newsrel ease/gecko-feet.htm070821081446.htm http://www.sciencedaily.com/releases/2007/08/0 70821081446.htm http://www.diytrade.com/china/pd/2441687 /Carbon_Nanotubes.html

18 Nanotubulární uhlík. Vysoká pevnost v tahu (SWNT cca 60GPa) http://students.chem.tue.nl/ifp03/synthesis.html Předpokládané mechanismy růstu CNT http://www.asdn.net/asdn/nano4kids/nanotube.shtml

19 Nanotubulární uhlík Syntéza. Prekurzory v pevném nebo plynném stavu Pevný prekurzor - obloukový výboj, laserová ablace, solární pec Plynný prekurzor - CVD (Chemical vapor deposition) - použití plazmatu, katalyzátorů a) pevný katalyzátor + plynný prekurzor b) plynný katalyzátor + plynný prekurzor Čištění Ohřev v oxidační atmosféře - hoření hlavně uhlíkatých částic - zbudou CNT Oxidace v silných kyselinách Rozpuštění v polární kapalině - centrifugace


Stáhnout ppt "Polymerní nanomateriály P319. Zač je toho uhlík pokračování - grafit - diamant - fullereny, fullerity, fulleridy - uhlíkatá vlákna - nanotrubičky."

Podobné prezentace


Reklamy Google