Разработка физико-технологического базиса формирования функциональных устройств электроники и сенсорной техники на основе углеродных нанотрубок (стр. 6 )

Задачи

1. Катализаторы специального назначения

Не каждое вещество может являться катализатором для синтеза углеродных нанотрубок, но их количество ограничено фундаментальными требованиями к ним:

- максимально развитая поверхность;

- энергия смешения с углеродом: 0<ω<2kT;

- прямое эвтектическое равновесие с углеродом

- хорошая адсорбция к углероду;

- не пассивироваться в диапазоне технологических условий.

Таблица Менделеева. Красным – некатализаторы. Зелёным – известные катализаторы. Синим – катализаторы в особых условиях и Серым возможные катализаторы

Катализаторы могут быть найдены либо среди возможных катализаторов, так и в новом виде исполненных известных катализаторах. Поскольку именно катализатор определяет свойства выращенной из него нанотрубки эта задача поиска специальных катализаторов задающих свойства нанотрубок является принципиально важной.

2. Механизм роста углеродных нанотрубок

В нашем случае этанол, попадая в камеру, разлагается с образованием монооксида углерода. Образовавшийся монооксида углерода адсорбируют на поверхности частицы катализатора, на которых происходит диспропорционирование молекул на раствояющийся в катализаторе углерод и углексилый газ. Процесс происходит до появления равновесного состояния системы «раствор углерода в катализаторе» – «квазижидкий адсорбат монооксида углерода». Частица катализатора, в которой растворяется углерод, плавает в капле собственного адсорбата монооксида углерода. При охлаждении, углерод, растворенный в частице, начинает «выходить» из нее и углерод десорбируется с капли. Капля, двигаясь по поверхности, оставляет за собой десорбированный углерод, в виде углеродной нанотрубки.