+ Kính hiển vi dựa trên CNT: AFM, STM,… + Cảm biến ống nano: lực, áp suất, hóa học,… + Cảm biến sinh học.
+ Cơ cấu phân tử, động cơ. - Tay gắp cực nhỏ.
39
- Trục dao động
Hình 2.23 : Mô phỏng trục dao dộng.
- Cơ cấu bánh răng
Hình 2.24: Mô phỏng về cơ cấu bánh răng.
+ Về năng lượng (pin).
• CNT có khả năng tích trữ năng lượng cao. Tốc độ chuyển tải điện tử từ cực này sang cực kia với vật liệu CNT là rất nhanh. Do đó hiệu suất của các pin nhiên liệu loại này thường rất cao.
• Hai thành phần có thể tích trữ điện hóa trong CNT là hydrogen và lithium.
40
• Do CNT có cấu trúc dạng trụ rỗng và đường kính cỡ nanomét nên vật liệu CNT có thể tích trữ chất lỏng hoặc khí trong lõi trơ thông qua hiệu ứng mao dẫn. Hấp thụ này được gọi là hấp thụ vật lý. CNT cũng có thể tích trữ hydrogen theo cách hóa học (hấp thụ nguyên tử).
41
PHẦN KẾT LUẬN
Khóa luận đã nghiên cứu một cách tổng quan về các đặc tính cấu trúc, công nghệ chế tạo, tính chất hóa, lý và các lĩnh vực ứng dụng của vật liệu cacbon cấu trúc nano, đặc biệt là ống nano cacbon.
• Công nghệ nano có ảnh hưởng rất lớn đến các ngành điện tử, tính toán, vật liệu và sản xuất, năng lượng, giao thông…
• Cũng như ống nano cacbon sẽ là một nhân tố quan trọng trong sự phát triển của công nghệ nano.
Các tính chất cơ, điện, nhiệt, hóa và phát xạ điện từ của vật liệu ống nano cacbon đều rất lý thú và có những ưu điểm vượt trội so với những vật liệu khác có nhiều khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Chính
42
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Anh
1. S C.J. Lee, J. Park/Carbon 39 (2001) 1891- 1896 2. S. Fan et al, Physica E 8(2000)179.
3. J. Kong, M. G. Chapline and H. Dai, Adv. Mater. 13(2001)1384 4. Y. S. Park et al, Carbon 39(2001)655.
5. M. Daenen, R. D. de Fouw, B. Hamers: The Wondrous World of Carbon Nanotubes.
Tiếng Việt
6. Vũ Đình Cự, Nguyễn Xuân Chánh - Công nghệ nano điều khiển đến từng phân tử.
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian làm việc nghiêm túc, khẩn trương đến nay luận văn của em đã hoàn thành. Trong thời gian nghiên cứu em đã được sự giúp đỡ tận tình của giảng viên TS. Nguyễn Hữu Tình – người trực tiếp hướng dẫn em làm khóa luận này cùng các thầy cô trong khoa Vật lí, đặc biệt là nhóm Vật lí chất rắn Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 và các bạn sinh viên khoa Vật lí. Em xin trân trọng cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, các thầy cô giáo trong nhóm Vật lí chất rắn, đặc biệt là giảng viên TS. Nguyễn Hữu Tình giúp đỡ, động viên, tạo mọi điều kiện, xin cảm ơn tất cả các bạn sinh viên đã giúp đỡ em hoàn thành khóa luận này.
Hà Nội, ngày 14 tháng 02 năm 2013
Sinh viên thực hiện
LỜI CAM ĐOAN
Sau một thời gian làm việc nghiêm túc, khẩn trương đến nay luận văn của em đã hoàn thành. Bên cạnh đó, em được sự quan tâm tạo điều kiện của các thầy cô trong khoa Vật lí. Đặc biệt sự hướng dẫn tận tình của giảng viên – TS. Nguyễn Hữu Tình.
Trong khi nghiên cứu hoàn thành bài khoa luận này em có tham khảo tài liệu và đã được ghi trong mục tài liệu tham khảo.
Vì vậy, em xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác. Em cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện khóa luận này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong khóa luận đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 14 tháng 02 năm 2013 Sinh viên thực hiện
MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU ... 1
PHẦN NỘI DUNG ... 4
CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ NANO ... 4
1.1Công nghệ nano là gì? ... 4
1.2 Nội dung công nghệ ... 5
1.2.1 Công nghê nanô dùng để làm gì? ... 5
1.2.2 Công nghệ chế tạo ... 6
1.3 Cơ sở khoa học ... 6
1.4 Ứng dụng ... 7
CHƯƠNG II: CARBON NANOTUBE (CNT)(Ống nanocacbon) ... 9
2.1Khái niệm ... 9 2.1.1 Fullerence ... 9 2.1.2 Carbon Nanotube (CNT) là gì ? ... 11 2.2 Cấu trúc của CNT ... 14 2.2.1 Cấu trúc đơn vách (SWNT) ... 14 2.2.2 Cấu trúc đa vách (MWNT) ... 15 2.3.1 Hóa tính ... 16 2.3.2 Điện ... 16 2.3.3 Quang ... 17 2.3.4 Cơ tính ... 17 2.4 Tại sao dùng CNT? ... 18
2.5 Các phương pháp tổng hợp ống nano cacbon. ... 20
2.5.1 Giới thiệu ... 20
2.5.2 Cơ chế hình thành ống cacbon. ... 21
2.5.3 Phương pháp phóng điện hồ quang. ... 22
2.5.5 Các phương pháp lắng đọng hơi hoá học (CVD) ... 32
2.6 Ứng dụng ... 35
2.6.1 Điện tử(trong các linh kiện) ... 35
2.7.2 Vật liệu ... 37
2.7.3 Cảm biến, nems, sinh học ... 38
PHẦN KẾT LUẬN ... 41
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Một số hình ảnh về Fullerence ... 10
Hình 2.2 : a) Kim cương, b) Graphite. ... 11
Hình 2.3: Mô tả cách cắt và cuộn của SWCNT ... 12
Hình 2.4: Các loại ống armchair, zigzag, chiral ... 14
Hình 2.5: Cấu trúc đơn vách của CNT. ... 15
Hình 2.6: Cấu trúc đa vách của CNT. ... 16
Hình 2.7: Hình biểu diễn các cơ chế có thể của quá trình mọc CNT. ... 21
Hình 2.8: Hệ phóng điện hồ quang chế tạo ống nano cacbon. ... 22
Hình 2.9: Hình mô phỏng cơ cấu điện cực: ... 25
Hình 2.10: Hệ dùng trong phương pháp hàn hồ quang ngoài không khí. .... 26
Hình 2.11: Hệ thống phóng điện hồ quang trong nitơ lỏng. ... 27
Hình 2.12: Ảnh SEM của MWNTs thu được trong các trường hợp ... 28
Hình 2.13: Hệ thống phóng điện hồ quang với điện cực quay. ... 28
Hình 2.14: Hệ bốc bay bằng lade. ... 29
Hình 2.15: Hệ thống trong bốc bay xung cao tần. ... 31
Hình 2.16: Giản đồ của hệ thống CVD plasma tăng cường. ... 33
Hình 2.17: Hệ CVD nhiệt lò ngang ... 33 Hình 2.19: Emiter làm bằng CNT. ... 36 Hình 2.18: Tụ điện làm bằng CNT. ... 36 Hình 2.20: Màn ảnh hiện thị sử dụng CNT. ... 37 Hình 2.21: Đầu do điên tử sử dụng CNT. ... 37 Hình 2.22 : Một tay gắp cực nhỏ. ... 38 Hình 2.23 : Mô phỏng trục dao dộng. ... 39