Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Нанолисты представляет собой двумерную наноструктуру с толщиной в шкале от 1 до 100 нм. [1] [2] [3] [4]

Типичным примером нанолиста является графен , самый тонкий двумерный материал (0,34 нм) в мире. [5] Он состоит из одного слоя атомов углерода с гексагональной решеткой .

Примеры и приложения [ править ]

С 2017 года кремниевые нанолисты используются для прототипов будущих поколений малых (5 нм) транзисторов . [6]

Углеродные нанолисты (из конопли) могут быть альтернативой графену в качестве электродов в суперконденсаторах . [7]

Синтез [ править ]

Трехмерное АСМ изображение топографии многослойного нанолиста палладия на кремниевой пластине. [8]

Наиболее часто используемые методы синтеза нанолистов используют восходящий подход, например, предварительную организацию и полимеризацию на границах раздела, таких как пленки Ленгмюра-Блоджетт , [9] синтез в фазе раствора и химическое осаждение из паровой фазы (CVD). [10] Например, нанолисты CdTe ( теллурид кадмия ) могут быть синтезированы путем осаждения и старения наночастиц CdTe в деионизированной воде. [11] Образование свободно плавающих нанолистов CdTe было связано с направленным гидрофобным притяжением и анизотропными электростатическими взаимодействиями, вызванными дипольным момент и небольшие положительные заряды. Молекулярное моделирование с помощью крупнозернистой модели с параметрами из полуэмпирических расчетов квантовой механики может быть использовано для подтверждения экспериментального процесса.

Ультратонкие монокристаллические листы PbS ( свинцовая сера ) с микромасштабами по x, y могут быть получены с использованием метода горячего коллоидного синтеза . [12] Соединения с линейными хлоралканами, такие как 1,2-дихлорэтан, содержащие хлор, были использованы при формировании листов PbS. Ультратонкие листы PbS, вероятно, являются результатом ориентированного прикрепления наночастиц PbS в двумерном виде. Грани с высокой реакционной способностью преимущественно потреблялись в процессе роста, который приводил к росту пластинчатых кристаллов PbS.

Нанолисты также можно приготовить при комнатной температуре. Например, нанолисты гексагонального PbO (оксида свинца) были синтезированы с использованием наночастиц золота в качестве затравки при комнатной температуре. [3] Размер нанолиста PbO можно регулировать с помощью НЧ золота и Pb.2+
концентрация в ростовом растворе. В процессе синтеза не применялись органические поверхностно-активные вещества . Ориентированное вложение, в котором листы образуют путем объединения мелких наночастиц , что каждый из них имеет чистый дипольный момент , [13] [14] и созревание Оствальд [15] являются двумя основными причинами формирования нанолистов PbO. Такой же процесс наблюдался для наночастиц сульфида железа. [16]

Углеродные нанолисты были произведены с использованием промышленных волокон конопли из луба с использованием технологии, которая включает нагревание волокон при температуре более 350F (180C) в течение 24 часов. Затем результат подвергается сильному нагреву, в результате чего волокна расслаиваются в углеродный нанолист. Это было использовано для создания электрода для суперконденсатора с электрохимическими качествами «наравне с» устройствами, сделанными с использованием графена . [7]

Металлические нанолисты также были синтезированы методом на основе растворов путем восстановления прекурсоров металлов, включая палладий [17] родий [18] и золото. [19]

См. Также [ править ]

  • Графен
  • Двумерный полимер
  • Коллоидное золото
  • Нанокристаллический солнечный элемент
  • Наночастицы
  • Квантовая точка
  • Фильм Ленгмюра – Блоджетт

Ссылки [ править ]

  1. ^ Coleman, JN; Лотя, М .; О'Нил, А .; Бергин, С.Д .; King, PJ; Хан, У .; Young, K .; Gaucher, A .; и другие. (2011). «Двумерные нанолисты, полученные жидким расслоением слоистых материалов». Наука . 331 (6017): 568–571. Bibcode : 2011Sci ... 331..568C . DOI : 10.1126 / science.1194975 . ЛВП : 2262/66458 . PMID  21292974 .
  2. ^ Го, Шаоцзюнь; Донг, Шаоцзюнь (2011). «Нанолист графена: синтез, молекулярная инженерия, тонкая пленка, гибриды, энергетические и аналитические приложения». Обзоры химического общества . 40 (5): 2644–2672. DOI : 10.1039 / C0CS00079E . PMID 21283849 . 
  3. ^ а б Цзэн, Шувэнь; Лян, Йеннань; Лу, Хайфэй; Ван, Либо; Динь, Сюань-Куен; Ю, Ся; Хо, Хо-Пуи; Ху, Сяо; Йонг, Кен-Тай (2012). «Синтез симметричных нанолистов PbO гексагональной формы с использованием наночастиц золота» . Материалы Письма . 67 : 74–77. DOI : 10.1016 / j.matlet.2011.09.048 .
  4. ^ Гарсия, JC; де Лима, DB; Ассали, LVC; Хусто, Дж. Ф. (2011). «Группа IV Графен и графаноподобные нанолисты». J. Phys. Chem. C . 115 (27): 13242. arXiv : 1204.2875 . DOI : 10.1021 / jp203657w .
  5. ↑ Гейм, АК (2009). «Графен: состояние и перспективы». Наука . 324 (5934): 1530–1534. arXiv : 0906.3799 . Bibcode : 2009Sci ... 324.1530G . DOI : 10.1126 / science.1158877 . PMID 19541989 . 
  6. ^ IBM выясняет, как сделать 5-нм чипы. Июнь 2017 г.
  7. ^ a b «Могут ли нанолисты из конопли опрокинуть графен для создания идеального суперконденсатора?» . acs.org . Американское химическое общество . Проверено 14 августа 2014 года .
  8. ^ Инь, Си; Лю, Синьхун; Пан, Юнг-Тин; Уолш, Кэтлин А .; Ян, Хун (4 ноября 2014 г.). «Многослойные ультратонкие палладиевые нанолистовые материалы, похожие на Ханойскую башню». Нано-буквы . 14 (12): 7188–94. Bibcode : 2014NanoL..14.7188Y . DOI : 10.1021 / nl503879a . PMID 25369350 . 
  9. ^ Payamyar, P .; Kaja, K .; Руис-Варгас, Ц .; Стеммер, А .; Мюррей, Д. Дж; Джонсон, С. Дж; Король, BT; Schiffmann, F .; VandeVondele, J .; Renn, A .; Götzinger, S .; Ceroni, P .; Schütz, A .; Ли, Л.-Т .; Zheng, Z .; Sakamoto, J .; Шлютер, AD (2014). «Синтез ковалентного монослойного листа с помощью фотохимической димеризации антрацена на границе раздела воздух / вода и его механические характеристики с помощью индентирования АСМ». Adv. Матер . 26 (13): 2052–2058. DOI : 10.1002 / adma.201304705 . PMID 24347495 . 
  10. ^ Sreekanth, Kandammathe Valiyaveedu; Цзэн, Шувэнь; Шан, Цзинчжи; Йонг, Кен-Тай; Ю, Тинг (2012). «Возбуждение поверхностных электромагнитных волн в брэгговской решетке на основе графена» . Научные отчеты . 2 : 737. Bibcode : 2012NatSR ... 2E.737S . DOI : 10.1038 / srep00737 . PMC 3471096 . PMID 23071901 .  
  11. ^ Тан, З .; Zhang, Z .; Wang, Y .; Glotzer, SC; Котов, Н.А. (2006). «Самосборка нанокристаллов CdTe в свободно плавающие листы». Наука . 314 (5797): 274–278. Bibcode : 2006Sci ... 314..274T . DOI : 10.1126 / science.1128045 . PMID 17038616 . 
  12. ^ Schliehe, C .; Juarez, BH; Pelletier, M .; Jander, S .; Грешных, Д .; Nagel, M .; Мейер, А .; Foerster, S .; и другие. (2010). «Ультратонкие листы PbS методом двумерно ориентированного крепления». Наука . 329 (5991): 550–553. arXiv : 1103.2920 . Bibcode : 2010Sci ... 329..550S . DOI : 10.1126 / science.1188035 . PMID 20671184 . 
  13. ^ Талапин, Дмитрий В .; Шевченко, Елена В .; Мюррей, Кристофер Б.; Титов, Алексей В .; Крал, Петр (2007). «Диполь-дипольные взаимодействия в сверхрешетках наночастиц». Нано-буквы . 7 (5): 1213–1219. Bibcode : 2007NanoL ... 7.1213T . DOI : 10.1021 / nl070058c . PMID 17397231 . 
  14. ^ Тан, З .; Zhang, Z .; Wang, Y .; Glotzer, SC; Котов Н.А. (13 октября 2006 г.). «Самосборка нанокристаллов CdTe в свободно плавающие листы». Наука . 314 (5797): 274–278. Bibcode : 2006Sci ... 314..274T . DOI : 10.1126 / science.1128045 . PMID 17038616 . 
  15. ^ Ян, Вэйю; Гао, Фэнмэй; Вэй, Годун; Ан, Линан (2010). "Рост созревания Оствальда нанопластин нитрида кремния". Рост и дизайн кристаллов . 10 : 29–31. DOI : 10.1021 / cg901148q .
  16. ^ Бай, Юнсяо; Ём, Джихён; Ян, Мин; Ча, санг-хо; Солнце, Кай; Котов, Николай Александрович (14.02.2013). «Универсальный синтез однофазных наночастиц, нанопроволок и нанолистов пирита FeS2». Журнал физической химии C . 117 (6): 2567–2573. DOI : 10.1021 / jp3111106 . ISSN 1932-7447 . 
  17. ^ Инь, Си; Лю, Синьхун; Пан, Юнг-Тин; Уолш, Кэтлин; Ян, Хун (4 ноября 2014 г.). «Многослойные ультратонкие палладиевые нанолистовые материалы, похожие на Ханойскую башню». Нано-буквы . 14 (12): 7188–94. Bibcode : 2014NanoL..14.7188Y . DOI : 10.1021 / nl503879a . PMID 25369350 . 
  18. ^ Дуань, H; Ян, Н; Ю, Р; Чанг, CR; Чжоу, G; Ху, HS; Ронг, H; Niu, Z; Мао, Дж; Асакура, H; Танака, Т; Дайсон, П.Дж.; Ли, Дж; Ли, Y (2014). «Ультратонкие нанолисты родия» . Nature Communications . 5 : 3093. Bibcode : 2014NatCo ... 5.3093D . DOI : 10.1038 / ncomms4093 . PMID 24435210 . 
  19. ^ Ли, Чжунхао; Лю, Чжимин; Чжан, Цзяньлин; Хан, Буксин; Ду, Чимин; Гао, Яньань; Цзян, Тао (2005). «Синтез монокристаллических нанолистов золота большого размера в ионных жидкостях». Журнал физической химии B . 109 (30): 14445–14448. DOI : 10.1021 / jp0520998 . PMID 16852818 .