Taşındım! Yeni adresim: http://nanoturkiye.net

21 Nisan 2008 Pazartesi

NANO 101 - Karbon Nanotüpler - 4

Karbon Nanotüplerin Elde Edilmesi
1- Ark Deşarjı
Karbon nanotüpler ilk defa bu yöntemle üretildi. Fulleren oluşması beklenen 100 amperlik ark deşarjı sistemindeki grafit elektrot kurumları incelendiğinde, karbon nanotüp yapılarına rastlandı. İlk keşfedilen yöntem olduğundan olsa gerek, çok uzun süre bu yöntem kullanıldı.

İlk makroskopik üretim ise, gene aynı yöntemle NEC Fundamental Research Laboratory'de yapıldı.

Bu yöntemle, 50 mikron uzunluğa kadar hem tek katmanlı hem de çok katmanlı karbon nanotüpler üretilebiliyor.

Sistem şöyle: grafitten yapılmış, birbirine çok yakın iki tane elektrod var. Nötr atmosferde, bu iki elektrod arasında doğru akım uygulanıyor. Voltaj elektrod arasındaki gazı indirgemeye yetiyor, ve sonuçta iki elektrod arasında yaklaşık 100 A'lık bir akım oluşuyor. Anottaki karbon atomları buharlaşıyor ve katodda birikiyor. Katodu incelediğinizde ise amorf karbon, grafit nanoparçacıkları, fulleren, çok katmanlı nanotüp gözlemlenebiliyor. Aynı sistemde tek katmanlı nanotüpler ise anotta geçiş metaline (Co, Ni, Fe) doyurulmuş grafit kullanılıyor.

Elektrik arkının ne olduğunu şu videoda görebilirsiniz:




2- Lazer ile
Bu yöntemde de karbon buharlaştırılarak tek katmanlı nanotüpler (tkkn) elde ediliyor. İlk verimli tkkn üretimi bu yöntem ile oldu. Anlatılan 3 metoddan en pahalısıdır.

Sistem şöyle: 1200 derecede tutulan ve içinden Argon akan bir ocak var. Geçiş metalleri ile doyurulmuş grafit, ocağın içinde bulunan yüksek güçte bir lazerin (genelde Nd:YAG lazeri) ışınlarına maruz kalıyor. Oluşan nanotüpler ocağın diğer ucunda toplanıyor.

Bu yöntemin dezavantajı yüksek sıcaklık gerektirmesi.

3-Kimyasal buhar yoğunlaştırması
Bu yöntemde metal katalizör parçaları (Nikel, Kobalt, Demir) içeren bir sübstrat hazırlanır. Oluşacak nanotüplerin çapları bu metal parçaların büyüklüğüne bağlıdır. Sübstrat 700°C'ye kadar ısıtılır. Nanotüp oluşumunu başlatmak reaktörün içine amonyak, azot, hidrojen gazlarından biri ve karbon içeren asetilen, etilen, etanol, metan gibi gazlar verilir. Karbon içeren gazlar katalizör parçanın yüzeyinde parçalanır ve katalizörün yanına yapışır; sonuçta metal katalizör etrafında nanotüp büyür.

Ticari nanotüplerin çoğu bu yolla üretilir.

Bu yöntemin diğerlerine göre avantajları:

- isediğiniz yerde nanotüp üretisiniz, diğerlerinde rastgele yerlerde oluşan nanotüpleri toplarsınız.

- dikey olarak nanotüp oluşturulabilen tek sistem.

Kaynak: 1 , 2

 

Yukarı