Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
порошок углеродных нанотрубок

Были разработаны методы производства углеродных нанотрубок в значительных количествах, включая дуговый разряд, лазерную абляцию, диспропорционирование монооксида углерода под высоким давлением и химическое осаждение из паровой фазы (CVD). Большинство этих процессов происходит в вакууме или с технологическими газами. CVD-рост УНТ может происходить в вакууме или при атмосферном давлении. Этими методами можно синтезировать большие количества нанотрубок; достижения в области катализа и непрерывный рост делают УНТ более коммерчески жизнеспособными. [1]

Типы [ править ]

Дуговый разряд [ править ]

Нанотрубки были обнаружены в 1991 году в углеродной саже графитовых электродов во время дугового разряда с использованием тока 100 ампер , предназначенного для производства фуллеренов . [2] Однако первое макроскопическое производство углеродных нанотрубок было произведено в 1992 году двумя исследователями из Лаборатории фундаментальных исследований NEC . [3] Используемый метод был таким же, как и в 1991 году. Во время этого процесса углерод, содержащийся в отрицательном электроде, сублимируется из-за высоких температур разряда.

Выход этого метода составляет до 30% по весу, и он позволяет получать как однослойные, так и многослойные нанотрубки длиной до 50 микрометров с небольшим количеством структурных дефектов. [4] В технике дугового разряда для синтеза УНТ используются более высокие температуры (выше 1700 ° C), что обычно вызывает расширение УНТ с меньшим количеством структурных дефектов по сравнению с другими методами. [5]

Лазерная абляция [ править ]

При лазерной абляции импульсный лазер испаряет графитовую мишень в высокотемпературном реакторе, в то время как инертный газ направляется в камеру. Нанотрубки образуются на более холодных поверхностях реактора по мере конденсации испаренного углерода. В систему может быть включена поверхность с водяным охлаждением для сбора нанотрубок.

Этот процесс был разработан доктором Ричардом Смолли и его сотрудниками из Университета Райса , которые во время открытия углеродных нанотрубок обрабатывали металлы лазером для получения различных металлических молекул. Когда они услышали о существовании нанотрубок, они заменили металлы графитом, чтобы создать многослойные углеродные нанотрубки. [6] Позже в том же году команда использовала композит из графита и металлических частиц катализатора (лучший выход был из смеси кобальта и никеля ) для синтеза однослойных углеродных нанотрубок. [7]

Метод лазерной абляции дает около 70% и производит в основном однослойные углеродные нанотрубки с контролируемым диаметром, определяемым температурой реакции . Однако это дороже дугового разряда или химического осаждения из паровой фазы. [4]

Эффективное уравнение для динамики оптических импульсов за несколько периодов было получено на основе решения бесстолкновительного уравнения Больцмана для электронов зоны проводимости полупроводниковых углеродных нанотрубок в случае, когда среда с углеродными нанотрубками имеет пространственно-модулированный показатель преломления. [8]

Плазменный факел [ править ]

Одностенные углеродные нанотрубки также могут быть синтезированы методом термической плазмы , впервые изобретенным в 2000 году в INRS ( Национальном институте научных исследований ) в Вареннесе, Канада, Оливье Смильяником. В этом методе цель состоит в том, чтобы воспроизвести условия, преобладающие в подходах к дуговому разряду и лазерной абляции, но вместо паров графита для подачи необходимого углерода используется углеродсодержащий газ. При этом рост SWNT более эффективен (разложение газа может потребовать в 10 раз меньше энергии, чем испарение графита). Процесс также непрерывный и недорогой. Газовая смесь аргона, этилена и ферроценавводится в микроволновую плазменную горелку, где он распыляется плазмой атмосферного давления, имеющей форму интенсивного «пламени». Пары, создаваемые пламенем, содержат ОУНТ, металлические и углеродные наночастицы и аморфный углерод. [9] [10]

Другой способ производства однослойных углеродных нанотрубок с помощью плазменной горелки - использование метода индукционной термической плазмы , реализованного в 2005 году группами из Университета Шербрука и Национального исследовательского совета Канады . [11]Этот метод аналогичен дуговому разряду в том, что оба используют ионизированный газ для достижения высокой температуры, необходимой для испарения углеродсодержащих веществ, и металлических катализаторов, необходимых для последующего роста нанотрубок. Тепловая плазма создается высокочастотными колебательными токами в катушке и поддерживается в потоке инертного газа. Обычно сырье, состоящее из частиц сажи и металлического катализатора, подается в плазму, а затем охлаждается с образованием однослойных углеродных нанотрубок. Могут быть синтезированы различные распределения диаметров одностенных углеродных нанотрубок.

Метод индукционной термической плазмы может производить до 2 граммов материала нанотрубок в минуту, что выше, чем при дуговом разряде или методах лазерной абляции.

Химическое осаждение из паровой фазы (CVD) [ править ]

Нанотрубки выращиваются методом химического осаждения из паровой плазмы

О каталитическом осаждении углерода из паровой фазы сообщалось в 1952 [12] и 1959, [13], но только в 1993 году [14] углеродные нанотрубки были сформированы этим процессом. В 2007 году исследователи из Университета Цинциннати (Калифорнийский университет) разработали процесс выращивания ориентированных массивов углеродных нанотрубок длиной 18 мм на системе выращивания углеродных нанотрубок FirstNano ET3000. [15]

Во время химического осаждения из паровой фазы подготавливается подложка из слоя металлических частиц катализатора, чаще всего никеля, кобальта, [16] железа или их комбинации. [17] Наночастицы металлов также могут быть получены другими способами, включая восстановление оксидов или твердых растворов оксидов. Диаметр выращиваемых нанотрубок зависит от размера металлических частиц. Этим можно управлять с помощью структурированного (или замаскированного) осаждения металла, отжига или плазменного травления металлического слоя. Подложка нагревается примерно до 700 ° C. Чтобы инициировать рост нанотрубок, в реактор пропускают два газа: технологический газ (например, аммиак , азот или водород ) и углеродсодержащий газ (например,ацетилен , этилен , этанол или метан ). Нанотрубки растут на участках металлического катализатора; углеродсодержащий газ разрушается на поверхности частицы катализатора, и углерод транспортируется к краям частицы, где образует нанотрубки. Этот механизм все еще изучается. [18] Частицы катализатора могут оставаться на концах растущей нанотрубки во время роста или оставаться на основании нанотрубки, в зависимости от адгезии между частицей катализатора и подложкой. [19]Термическое каталитическое разложение углеводородов стало активной областью исследований и может быть перспективным путем для массового производства УНТ. Реактор с псевдоожиженным слоем является наиболее широко используемым реактором для получения УНТ. Масштабирование реактора - основная проблема. [20] [21]

CVD - наиболее широко используемый метод производства углеродных нанотрубок. [22] Для этой цели наночастицы металла смешивают с носителем катализатора, таким как MgO или Al 2 O 3, чтобы увеличить площадь поверхности и повысить выход каталитической реакции углеродного сырья с частицами металла. Одной из проблем этого пути синтеза является удаление носителя катализатора с помощью кислотной обработки, которая иногда может разрушить исходную структуру углеродных нанотрубок. Однако альтернативные носители катализатора, растворимые в воде, доказали свою эффективность для роста нанотрубок. [23]

Если плазма создается путем приложения сильного электрического поля во время роста (химическое осаждение из паровой фазы), то рост нанотрубок будет следовать направлению электрического поля. [24] Регулируя геометрию реактора, можно синтезировать вертикально ориентированные углеродные нанотрубки [25] (т. Е. Перпендикулярно подложке), морфология, представляющая интерес для исследователей, интересующихся эмиссией электронов из нанотрубок. Без плазмы получающиеся нанотрубки часто имеют случайную ориентацию. При определенных условиях реакции, даже в отсутствие плазмы, близко расположенные нанотрубки будут сохранять вертикальное направление роста, в результате чего образуется плотный массив трубок, напоминающий ковер или лес.

Из различных способов синтеза нанотрубок CVD наиболее перспективен для осаждения в промышленных масштабах из-за его соотношения цена / единица и потому, что CVD позволяет выращивать нанотрубки непосредственно на желаемой подложке, тогда как нанотрубки необходимо собирать в другом методы роста. Центры роста контролируются осторожным нанесением катализатора. [26] В 2007 году команда из Университета Мейджо продемонстрировала высокоэффективную технологию CVD для выращивания углеродных нанотрубок из камфоры . [27] Исследователи из Университета Райса , до недавнего времени возглавляемые покойным Ричардом Смолли., сконцентрировались на поиске методов производства больших количеств чистых нанотрубок определенного типа. Их подход позволяет выращивать длинные волокна из множества мелких семян, вырезанных из одной нанотрубки; все полученные волокна оказались того же диаметра, что и исходная нанотрубка, и ожидается, что они будут того же типа, что и исходная нанотрубка. [28]

ССЗ сверхвысокого роста [ править ]

Химическое осаждение из паровой фазы с использованием воды Super-Grow было разработано Кенджи Хата, Сумио Иидзима и его коллегами из AIST , Япония. [29] В этом процессе активность и срок службы катализатора увеличиваются за счет добавления воды в реактор CVD. Были получены плотные миллиметровые вертикально выровненные массивы нанотрубок (VANTA) или «леса», выровненные перпендикулярно подложке. Высота леса может быть выражена как

В этом уравнении β - начальная скорость роста и характерный срок службы катализатора. [30]

Их удельная поверхность превышает 1000 м 2 / г (закрытые) или 2200 м 2 / г (незащищенные) [31], что превышает значение 400–1 000 м 2 / г для образцов HiPco. Эффективность синтеза примерно в 100 раз выше, чем у метода лазерной абляции . Время, необходимое для изготовления лесов SWNT высотой 2,5 мм этим методом, составляло 10 минут в 2004 году. Эти леса SWNT можно легко отделить от катализатора, получив чистый материал SWNT (чистота> 99,98%) без дополнительной очистки. Для сравнения, УНТ HiPco в исходном состоянии содержат около 5–35% [32]металлических примесей; поэтому он очищается путем диспергирования и центрифугирования, которое повреждает нанотрубки. Супер-рост позволяет избежать этой проблемы. Узорчатые высокоорганизованные структуры однослойных нанотрубок были успешно изготовлены с использованием техники суперроста.

Плотность массы УНТ супер-роста составляет около 0,037 г / см 3 . [33] [34] Это намного ниже, чем у обычных порошков УНТ (~ 1,34 г / см 3 ), вероятно, потому, что последние содержат металлы и аморфный углерод .

Метод суперроста - это, по сути, разновидность ССЗ. Следовательно, можно выращивать материал, содержащий ОСНТ, ДУНТ и МУНТ, и изменять их соотношение, настраивая условия выращивания. [35] Их соотношение меняется в зависимости от толщины катализатора. Включено много MWNT, поэтому диаметр трубки большой. [34]

Вертикально ориентированные леса нанотрубок возникают из-за «эффекта застежки», когда они погружаются в растворитель и сушатся. Эффект застегивания вызван поверхностным натяжением растворителя и силами Ван-дер-Ваальса между углеродными нанотрубками. Он выравнивает нанотрубки в плотный материал, который может иметь различную форму, например листы и стержни, путем приложения слабого сжатия во время процесса. Уплотнение увеличивает твердость по Виккерсу примерно в 70 раз, а плотность составляет 0,55 г / см 3 . Упакованные углеродные нанотрубки имеют длину более 1 мм и чистоту углерода 99,9% или выше; они также сохраняют желаемые свойства выравнивания леса нанотрубок. [36]

Метод жидкого электролиза [ править ]

В 2015 году исследователи из Университета Джорджа Вашингтона открыли новый способ синтеза МУНТ путем электролиза расплавленных карбонатов. [37] Механизм аналогичен CVD. Некоторые ионы металлов были восстановлены до металлической формы и прикреплены к катоду в качестве точки зародышеобразования для роста УНТ. Реакция на катоде

Образовавшийся оксид лития может поглощать на месте диоксид углерода (если он присутствует) и образовывать карбонат лития, как показано в уравнении.

Таким образом, чистая реакция

Другими словами, в качестве реагента используется только парниковый газ диоксида углерода, а продуктом являются высокоценные УНТ. Это открытие было отмечено журналами Science, [38] [39] BBC News, [40] MIT Technology News, [41] и т. Д. Как возможная технология для улавливания и преобразования углекислого газа.

Естественное, случайное и контролируемое пламя [ править ]

Фуллерены и углеродные нанотрубки не обязательно являются продуктами высокотехнологичных лабораторий; они обычно образуется в таких местах , как рутинных обычное пламя , [42] получает путем сжигания метана, [43] этилен, [44] и бензол, [45] , и они были обнаружены в саже из внутреннего и наружного воздуха. [46]Однако эти встречающиеся в природе разновидности могут быть очень нестандартными по размеру и качеству, потому что среда, в которой они выращиваются, часто очень неконтролируема. Таким образом, хотя они могут использоваться в некоторых приложениях, им может не хватать высокой степени единообразия, необходимой для удовлетворения многих потребностей как исследований, так и промышленности. Недавние усилия были сосредоточены на производстве более однородных углеродных нанотрубок в условиях контролируемого пламени. [47] [48] [49] [50] Такие методы перспективны для крупномасштабного недорогого синтеза нанотрубок на основе теоретических моделей [51], хотя они должны конкурировать с быстро развивающимся крупномасштабным производством CVD.

Очищение [ править ]

Центрифужная пробирка с раствором углеродных нанотрубок, которые были отсортированы по диаметру с помощью ультрацентрифугирования в градиенте плотности . [52]

Удаление катализаторов [ править ]

Наноразмерные металлические катализаторы являются важными ингредиентами для CVD- синтеза УНТ в неподвижном и псевдоожиженном слое . Они позволяют повысить эффективность роста УНТ и могут дать контроль над их структурой и хиральностью. [53] Во время синтеза катализаторы могут превращать предшественники углерода в трубчатые углеродные структуры, но также могут образовывать инкапсулирующие углеродные покрытия. Поэтому вместе с носителями из оксидов металлов они могут прикрепляться к УНТ или встраиваться в них. [54] Присутствие металлических примесей может быть проблематичным для многих приложений. Особенно каталитические металлы, такие как никель , кобальт или иттрий.может иметь токсикологическое значение. [55] В то время как неинкапсулированные каталитические металлы могут быть легко удалены кислотной промывкой, инкапсулированные металлы требуют окислительной обработки для открытия углеродной оболочки. [56] Эффективное удаление катализаторов, особенно инкапсулированных, при сохранении структуры УНТ является сложной задачей, которая рассматривалась во многих исследованиях. [57] [58] Новый подход к разрушению капсул углеродсодержащего катализатора основан на быстром термическом отжиге. [59]

Проблемы, связанные с приложением [ править ]

Многие электронные приложения углеродных нанотрубок в решающей степени полагаются на методы селективного производства полупроводниковых или металлических УНТ, предпочтительно с определенной хиральностью. [60] Известно несколько методов разделения полупроводниковых и металлических УНТ, но большинство из них еще не подходят для крупномасштабных технологических процессов. Самый эффективный метод основан на ультрацентрифугировании в градиенте плотности, которое разделяет нанотрубки, обернутые поверхностно-активным веществом, по незначительной разнице в их плотности. Эта разница в плотности часто приводит к разнице в диаметре нанотрубок и (полупроводящих) свойствах. [52] Другой метод разделения использует последовательность замораживания, оттаивания и сжатия SWNT, внедренных в агарозу.гель. Этот процесс приводит к получению раствора, содержащего 70% металлических ОСНТ, и оставляет гель, содержащий 95% полупроводниковых ОСНТ. Разбавленные растворы, разделенные этим методом, имеют разный цвет. [61] [62] Отделенные этим методом углеродные нанотрубки были нанесены на электроды, например, на электрический двухслойный конденсатор. [63] Кроме того, ОСНТ можно разделить методом колоночной хроматографии . Выход составляет 95% для ОСНТ полупроводникового типа и 90% для ОСНТ металлического типа. [64]

Помимо разделения полупроводниковых и металлических ОСНТ, можно сортировать ОСНТ по длине, диаметру и хиральности. Наивысшая разрешающая способность сортировки по длине с вариацией длины <10% до сих пор была достигнута с помощью эксклюзионной хроматографии (SEC) ДНК-диспергированных углеродных нанотрубок (DNA-SWNT). [65] Разделение SWNT по диаметру было достигнуто ультрацентрифугированием в градиенте плотности (DGU) [66] с использованием SWNT, диспергированных в поверхностно-активных веществах, и с помощью ионообменной хроматографии (IEC) для ДНК-SWNT. [67]Очистка индивидуальных хиральностей также была продемонстрирована с помощью IEC ДНК-SWNT: специфические короткие олигомеры ДНК могут быть использованы для выделения индивидуальных хиральностей SWNT. К настоящему времени было выделено 12 хиральностей с чистотой от 70% для (8,3) и (9,5) SWNT до 90% для (6,5), (7,5) и (10,5) SWNT. [68] В качестве альтернативы углеродные нанотрубки были успешно отсортированы по хиральности с использованием метода водной двухфазной экстракции . [69] [70] [71] Были предприняты успешные попытки интегрировать эти очищенные нанотрубки в устройства, например полевые транзисторы. [72]

Альтернативой разделению является развитие селективного роста полупроводниковых или металлических УНТ. Недавно было объявлено о новом рецепте химического осаждения из паровой фазы, который включает комбинацию этанола и метанольных газов и кварцевых подложек, в результате чего получаются горизонтально ориентированные массивы из 95–98% полупроводниковых нанотрубок. [73]

Нанотрубки обычно выращивают на наночастицах магнитного металла (Fe, Co), что облегчает производство электронных ( спинтронных ) устройств. В частности, в такой однотрубной наноструктуре было продемонстрировано управление током через полевой транзистор с помощью магнитного поля. [74]

Ссылки [ править ]

  1. ^ К. Такеучи, Т. Хаяси, Я. Ким, К. Фудзисава, М. Эндо «Современные научные достижения и применение углеродных нанотрубок» , февраль 2014 г., том 5, выпуск 1, стр. 15
  2. ^ Иидзима, Sumio (1991). «Винтовые микротрубочки графитового углерода». Природа . 354 (6348): 56–58. Bibcode : 1991Natur.354 ... 56I . DOI : 10.1038 / 354056a0 .
  3. ^ Ebbesen, TW; Аджаян, PM (1992). «Масштабный синтез углеродных нанотрубок». Природа . 358 (6383): 220–222. Bibcode : 1992Natur.358..220E . DOI : 10.1038 / 358220a0 .
  4. ^ а б Коллинз, PG (2000). «Нанотрубки для электроники». Scientific American . 283 (6): 67–69. Bibcode : 2000SciAm.283f..62C . DOI : 10.1038 / Scientificamerican1200-62 . PMID 11103460 . 
  5. ^ Eatemadi Али; Дараи, Хадис; Каримханлоо, Хамзе; Коухи, Мохаммад; Заргами, Носратолла; Акбарзаде, Абольфазл; Абаси, Можган; Ханифехпур, Юнес; У Джу, Санг (2014). «Углеродные нанотрубки: свойства, синтез, очистка и применение в медицине» . Письма о наноразмерных исследованиях . 9 (1): 1–13. Bibcode : 2014NRL ..... 9 .... 1L . DOI : 10.1186 / 1556-276X-9-1 . PMC 3895740 . PMID 24380376 .  
  6. ^ Го, Тин; Николаев, Павел; Ринзлер, Эндрю Г .; Томанек, Давид; Colbert, Daniel T .; Смолли, Ричард Э. (1995). «Самосборка трубчатых фуллеренов» (PDF) . J. Phys. Chem . 99 (27): 10694–10697. DOI : 10.1021 / j100027a002 .
  7. ^ Го, Тин; Николаев, П; Thess, A; Colbert, D; Смолли, Р. (1995). «Каталитический рост однослойных нанотрубок с помощью лазерного испарения» (PDF) . Chem. Phys. Lett . 243 (1–2): 49–54. Bibcode : 1995CPL ... 243 ... 49В . DOI : 10.1016 / 0009-2614 (95) 00825-O . Архивировано из оригинального (PDF) 24 июля 2011 года.
  8. ^ М.Б. Белоненко; и другие. (2014). «Малоцикловые импульсы в среде Брэгга, содержащей углеродные нанотрубки» (PDF) . Наносистемы: физика, химия, математика . 14 (5): 644.
  9. ^ Смилянич, Оливье; Стэнсфилд, BL; Dodelet, J.P .; Serventi, A .; Дезилетс, С. (22 апреля 2002 г.). «Газофазный синтез ОУНТ струей плазмы атмосферного давления». Письма по химической физике . 356 (3–4): 189–193. Bibcode : 2002CPL ... 356..189S . DOI : 10.1016 / S0009-2614 (02) 00132-X .
  10. ^ Смилянич, Оливье. «Способ и устройство для получения одностенных углеродных нанотрубок» . Патент США .
  11. ^ Ким, KS; Кота-Санчес, немецкий; Кингстон, Крис; Imris, M .; Симар, Бенуа; Суси, Жерве (2007). «Масштабное производство одностенных углеродных нанотрубок методом индукционной термической плазмы». Журнал физики D: Прикладная физика . 40 (8): 2375–2387. Bibcode : 2007JPhD ... 40.2375K . DOI : 10.1088 / 0022-3727 / 40/8 / S17 .
  12. ^ Радушкевич, Л. В. (1952).О Структуре Углерода, Образующегося При Термическом Разложении Окиси Углерода На Железном Контакте (PDF) . Журнал Физической Химии . 26 : 88–95.
  13. ^ Уокер младший, PL; Rakszawski, JF; Императорский, GR (1959). «Образование углерода из смесей окиси углерода и водорода на железных катализаторах. I. Свойства образующегося углерода». J. Phys. Chem . 63 (2): 133–140. DOI : 10.1021 / j150572a002 .
  14. ^ José-Yacamán, M .; Miki-Yoshida, M .; Rendón, L .; Сантиестебан, JG (1993). «Каталитический рост углеродных микротрубочек с фуллереновой структурой». Прил. Phys. Lett . 62 (6): 657. Bibcode : 1993ApPhL..62..657J . DOI : 10.1063 / 1.108857 .
  15. ↑ Бекман, Венди (27 апреля 2007 г.). «Исследователи Калифорнийского университета побили мировые рекорды с помощью массивов углеродных нанотрубок» . Университет Цинциннати.
  16. ^ Инами, Нобухито; Амбри Мохамед, Мохд; Шико, Эйдзи; Фудзивара, Акихико (2007). «Зависимость от условий синтеза роста углеродных нанотрубок методом спирто-каталитического химического осаждения из газовой фазы» . Sci. Technol. Adv. Матер . 8 (4): 292–295. Bibcode : 2007STAdM ... 8..292I . DOI : 10.1016 / j.stam.2007.02.009 .
  17. ^ Н. Исигами; Назад, H; Имамото, К; Цудзи, М; Якубовский, К; Минами, Н. (2008). "Зависимый от кристаллической плоскости рост ориентированных однослойных углеродных нанотрубок на сапфире" . Варенье. Chem. Soc . 130 (30): 9918–9924. DOI : 10.1021 / ja8024752 . PMID 18597459 . 
  18. ^ Наха, Саянгдев; Ишвар К. Пури (2008). «Модель каталитического роста углеродных нанотрубок». Журнал физики D: Прикладная физика . 41 (6): 065304. Полномочный код : 2008JPhD ... 41f5304N . DOI : 10.1088 / 0022-3727 / 41/6/065304 .
  19. ^ Банерджи, Сумик, Наха, Саянгдев и Ишвар К. Пури (2008). «Молекулярное моделирование режима роста углеродных нанотрубок в процессе каталитического синтеза». Письма по прикладной физике . 92 (23): 233121. Bibcode : 2008ApPhL..92w3121B . DOI : 10.1063 / 1.2945798 . ЛВП : 10919/47394 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  20. ^ Пинилла, JL; Молинер, Р. Suelves, I; Лазаро, М; Echegoyen, Y; Паласиос, Дж (2007). «Производство водорода и углеродных нановолокон путем термического разложения метана с использованием металлических катализаторов в реакторе с псевдоожиженным слоем». Международный журнал водородной энергетики . 32 (18): 4821–4829. DOI : 10.1016 / j.ijhydene.2007.08.013 .
  21. Перейти ↑ Muradov, N (2001). «Водород через разложение метана: приложение для декарбонизации ископаемого топлива». Международный журнал водородной энергетики . 26 (11): 1165–1175. DOI : 10.1016 / S0360-3199 (01) 00073-8 .
  22. Перейти ↑ Kumar, M. (2010). «Химическое осаждение из газовой фазы углеродных нанотрубок: обзор механизма роста и массового производства». Журнал нанонауки и нанотехнологий . 10 (6): 6. CiteSeerX 10.1.1.459.5003 . DOI : 10,1166 / jnn.2010.2939 . 
  23. ^ Эфтехари, А .; Джафархани, П; Мозтарзаде, Ф (2006). «Высокопроизводительный синтез углеродных нанотрубок с использованием водорастворимого носителя катализатора в каталитическом химическом осаждении из паровой фазы». Углерод . 44 (7): 1343–1345. DOI : 10.1016 / j.carbon.2005.12.006 .
  24. ^ Рен, ZF; Хуанг, З.П .; Сюй, JW; Wang, JH; Буш, П; Сигал, депутат; Провенсио, PN (1998). «Синтез больших массивов хорошо ориентированных углеродных нанотрубок на стекле» . Наука (Представленная рукопись). 282 (5391): 1105–7. Bibcode : 1998Sci ... 282.1105R . DOI : 10.1126 / science.282.5391.1105 . PMID 9804545 . 
  25. ^ Изображения SEM и изображения TEM углеродных нанотрубок, выровненных массивов углеродных нанотрубок и наночастиц . Nano-lab.com.
  26. ^ Neupane, Suman; Ластрес, Маурисио; Chiarella, M; Ли, WZ; Вс, Q; Du, GH (2012). «Синтез и автоэмиссионные свойства вертикально ориентированных массивов углеродных нанотрубок на меди». Углерод . 50 (7): 2641–50. DOI : 10.1016 / j.carbon.2012.02.024 .
  27. ^ Кумар, Мукул; Андо, Йошинори (2007). «Углеродные нанотрубки из камфары: экологически чистая нанотехнология» . Журнал физики: Серия конференций . 61 (1): 643–646. Bibcode : 2007JPhCS..61..643K . DOI : 10.1088 / 1742-6596 / 61/1/129 .
  28. ^ Смолли, Ричард Э .; Ли, Юбао; Мур, Валери С .; Прайс, Б. Кэтрин; Колорадо, Рамон; Schmidt, Howard K .; Хауге, Роберт Х .; Бэррон, Эндрю Р .; Тур, Джеймс М. (2006). «Усиление одностенных углеродных нанотрубок: на пути к механизму роста определенного типа». Журнал Американского химического общества . 128 (49): 15824–15829. DOI : 10.1021 / ja065767r . PMID 17147393 . 
  29. ^ Хата, К .; Футаба, DN; Mizuno, K; Namai, T; Юмура, М; Иидзима, S (2004). «Высокоэффективный синтез без примесей однослойных углеродных нанотрубок с использованием воды». Наука . 306 (5700): 1362–1365. Bibcode : 2004Sci ... 306.1362H . CiteSeerX 10.1.1.467.9078 . DOI : 10.1126 / science.1104962 . PMID 15550668 .  
  30. ^ Футаба, Дон; Хата, Кенджи; Ямада, Такео; Мизуно, Кохей; Юмура, Мотоо; Иидзима, Сумио (2005). «Кинетика синтеза однослойных углеродных нанотрубок с использованием воды, выявленная с помощью анализа эволюции во времени». Phys. Rev. Lett . 95 (5): 056104. Bibcode : 2005PhRvL..95e6104F . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.95.056104 . PMID 16090893 . 
  31. ^ Hiraoka, Tatsuki; Изади-Наджафабади, Али; Ямада, Такео; Futaba, Don N .; Ясуда, Сатоши; Танаике, Осаму; Хатори, Хироаки; Юмура, Мотоо; и другие. (2009). «Компактные и легкие суперконденсаторы из твердого тела только на поверхности на открытых углеродных нанотрубках с плотностью 2200 м 2 / г». Современные функциональные материалы . 20 (3): 422–428. DOI : 10.1002 / adfm.200901927 .
  32. ^ "Описание продукта Unidym SWNT" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 17 июля 2011 года.
  33. ^ «Характеристика углеродных нанотрубок методом сверхвысокого роста» (на японском языке).
  34. ^ а б К.Хата. «От высокоэффективного синтеза УНТ без примесей к лесам DWNT, твердым телам CNT и суперконденсаторам» (PDF) .
  35. ^ Ямада, Такео; Намай, Тацунори; Хата, Кенджи; Futaba, Don N .; Мизуно, Кохей; Фань, Цзин; Юдасака, Масако; Юмура, Мотоо; Иидзима, Сумио (2006). «Выборочный рост лесов двустенных углеродных нанотрубок из искусственных железных катализаторов». Природа Нанотехнологии . 1 (2): 131–136. Bibcode : 2006NatNa ... 1..131Y . DOI : 10.1038 / nnano.2006.95 . PMID 18654165 . 
  36. ^ Футаба, Дон Н .; Хата, Кенджи; Ямада, Такео; Хираока, Тацуки; Хаямизу, Юхей; Какудатэ, Ёдзо; Танаике, Осаму; Хатори, Хироаки; и другие. (2006). «Однослойные углеродные нанотрубки с изменяемой формой и высокой плотностью упаковки и их применение в качестве электродов суперконденсатора». Материалы природы . 5 (12): 987–994. Bibcode : 2006NatMa ... 5..987F . DOI : 10.1038 / nmat1782 . PMID 17128258 . 
  37. ↑ Ren, Jiawen; Ли, Фанг-Фанг; Лау, Джейсон; Гонсалес-Урбина, Луис; Лихт, Стюарт (2015-08-05). «Синтез углеродных нановолокон из СО2 в одной емкости» . Нано-буквы . 15 (9): 6142–6148. Bibcode : 2015NanoL..15.6142R . DOI : 10.1021 / acs.nanolett.5b02427 . PMID 26237131 . 
  38. ^ «Стратегия улавливания углерода, которая платит» . Наука . 2015-08-19 . Проверено 26 октября 2018 .
  39. ^ Сервис, Роберт Ф. (2015-09-11). «Сотворение химических рогов изобилия из воздуха». Наука . 349 (6253): 1160. DOI : 10.1126 / science.349.6253.1160 . PMID 26359385 . 
  40. ^ Уэбб, Джонатан (2015-08-20). «Углеродные волокна из воздуха» . BBC News . Проверено 26 октября 2018 .
  41. ^ Оркатт, Майк (2015-08-19). «Исследователь демонстрирует, как высасывать углерод из воздуха, делать из него что-нибудь» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . Проверено 26 октября 2018 .
  42. Перейти ↑ Singer, JM (1959). «Образование углерода в пламени с очень богатым углеводородным воздухом. I. Исследования химического состава, температуры, ионизации и твердых частиц». Седьмой (международный) симпозиум по горению .
  43. ^ Юань, Лиминг; Сайто, Козо; Пан, Чунсю; Уильямс, ФА; Гордон, AS (2001). «Нанотрубки от пламени метана». Письма по химической физике . 340 (3–4): 237–241. Bibcode : 2001CPL ... 340..237Y . DOI : 10.1016 / S0009-2614 (01) 00435-3 .
  44. ^ Юань, Лиминг; Сайто, Козо; Ху, Вэньчжун; Чен, Чжи (2001). «Этиленовый пламенный синтез хорошо ориентированных многостенных углеродных нанотрубок». Письма по химической физике . 346 (1-2): 23-28. Bibcode : 2001CPL ... 346 ... 23Y . DOI : 10.1016 / S0009-2614 (01) 00959-9 .
  45. ^ Дуань, HM; Маккиннон, Дж. Т. (1994). «Нанокластеры, произведенные в огне». Журнал физической химии . 98 (49): 12815–12818. DOI : 10.1021 / j100100a001 .
  46. ^ Мурр, LE; Bang, JJ; Эскивель, EV; Герреро, Пенсильвания; Лопес, Д.А. (2004). «Углеродные нанотрубки, формы нанокристаллов и сложные агрегаты наночастиц в обычных источниках сжигания топливного газа и окружающем воздухе». Журнал исследований наночастиц . 6 (2/3): 241–251. Bibcode : 2004JNR ..... 6..241M . DOI : 10,1023 / Б: NANO.0000034651.91325.40 .
  47. ^ Vander Wal, RL (2002). «Fe-катализируемый синтез однослойных углеродных нанотрубок в среде пламени». Гореть. Пламя . 130 (1–2): 37–47. DOI : 10.1016 / S0010-2180 (02) 00360-7 .
  48. ^ Савельев, А.В.; Мерчан-Мерчан, Уилсон; Кеннеди, Лоуренс А. (2003). "Катализируемый металлом синтез углеродных наноструктур в пламени встречного потока кислорода метана". Гореть. Пламя . 135 (1–2): 27–33. DOI : 10.1016 / S0010-2180 (03) 00142-1 .
  49. ^ Рост, МДж; Ховард, Джек Б .; Tester, Jefferson W .; Вандер Сэнде, Джон Б. (2004). «Пламенный синтез однослойных углеродных нанотрубок». Углерод . 42 (11): 2295–2307. DOI : 10.1016 / j.carbon.2004.05.010 .
  50. ^ Сен, S .; Пури, Ишвар К. (2004). «Пламенный синтез углеродных нановолокон и композитов из нановолокон, содержащих инкапсулированные металлические частицы». Нанотехнологии . 15 (3): 264–268. Bibcode : 2004Nanot..15..264S . DOI : 10.1088 / 0957-4484 / 15/3/005 .
  51. ^ Наха, Саянгдев; Сен, Сварненду; De, Anindya K .; Пури, Ишвар К. (2007). «Подробная модель для пламенного синтеза углеродных нанотрубок и нановолокон». Труды Института горения . 31 (2): 1821–29. DOI : 10.1016 / j.proci.2006.07.224 .
  52. ^ а б Арнольд, Майкл С .; Грин, Александр А .; Hulvat, Джеймс Ф .; Ступп, Самуэль I .; Херсам, Марк К. (2006). «Сортировка углеродных нанотрубок по электронной структуре с использованием дифференцирования плотности». Природа Нанотехнологии . 1 (1): 60–5. Bibcode : 2006NatNa ... 1 ... 60 . DOI : 10.1038 / nnano.2006.52 . PMID 18654143 . 
  53. ^ Ямада Т., Намай Т., Хата К., Футаба Д.Н., Мизуно К., Фан Дж. И др. (2006). «Выборочный рост лесов двустенных углеродных нанотрубок из искусственных железных катализаторов». Природа Нанотехнологии . 1 (2): 131–136. Bibcode : 2006NatNa ... 1..131Y . DOI : 10.1038 / nnano.2006.95 . PMID 18654165 . 
  54. ^ Маккензи KJ, Dunens О.М., Харрис AT (2010). «Обновленный обзор параметров синтеза и механизмов роста углеродных нанотрубок в псевдоожиженных слоях». Промышленные и инженерные химические исследования . 49 (11): 5323–38. DOI : 10.1021 / ie9019787 .
  55. ^ Якубек Л.М., Марангудакис С., Райнго Дж., Лю X, Липскомб Д., Херт Р.Х .; Марангудакис; Райнго; Лю; Липскомб; Больно (2009). «Ингибирование нейронных кальциевых ионных каналов за счет следовых уровней иттрия, высвобождаемого из углеродных нанотрубок» . Биоматериалы . 30 (31): 6351–6357. DOI : 10.1016 / j.biomaterials.2009.08.009 . PMC 2753181 . PMID 19698989 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  56. ^ Hou PX, Liu C, Cheng HM (2008). «Очистка углеродных нанотрубок». Углерод . 46 (15): 2003–2025. DOI : 10.1016 / j.carbon.2008.09.009 .
  57. ^ Эббесен Т.В., Аджаян П.М., Хиура Х., Танигаки К. Аджаян; Хиура; Танигаки (1994). «Очистка нанотрубок». Природа . 367 (6463): 519. Bibcode : 1994Natur.367..519E . DOI : 10.1038 / 367519a0 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  58. ^ Xu YQ, Peng H, Hauge RH, Smalley RE; Пэн; Hauge; Смолли (2005). «Управляемая многоступенчатая очистка однослойных углеродных нанотрубок». Нано-буквы . 5 (1): 163–168. Bibcode : 2005NanoL ... 5..163X . CiteSeerX 10.1.1.739.1034 . DOI : 10.1021 / nl048300s . PMID 15792432 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  59. ^ Meyer-Plath A, Orts-Gil G, Petrov S, et al. (2012). «Плазмотермическая очистка и отжиг углеродных нанотрубок». Углерод . 50 (10): 3934–3942. DOI : 10.1016 / j.carbon.2012.04.049 .
  60. ^ Джанас, Dawid (2018). «К монохиральным углеродным нанотрубкам: обзор прогресса в сортировке однослойных углеродных нанотрубок». Materials Chemistry Frontiers . 2 (1): 36–63. DOI : 10.1039 / C7QM00427C . ISSN 2052-1537 . 
  61. ^ Танака, Такеши; Джин, Хехуа; Мията, Ясумицу; Фудзи, Сюндзиро; Шуга, Хироши; Найто, Ясухиса; Минари, Такео; Миядера, Тецухико; и другие. (2009). «Простое и масштабируемое разделение металлических и полупроводниковых углеродных нанотрубок на основе геля». Нано-буквы . 9 (4): 1497–1500. Bibcode : 2009NanoL ... 9.1497T . DOI : 10.1021 / nl8034866 . PMID 19243112 . 
  62. ^ T.Tanaka. «Новый простой метод разделения металлических и полупроводниковых углеродных нанотрубок» .
  63. ^ Yamada, Y .; Танака, Т .; Machida, K .; Suematsu, S .; Tamamitsu, K .; Kataura, H .; Хатори, Х. (2012). «Электрохимическое поведение металлических и полупроводниковых одностенных углеродных нанотрубок для двухслойного электрического конденсатора». Углерод . 50 (3): 1422–1424. DOI : 10.1016 / j.carbon.2011.09.062 .
  64. ^ Танака, Такеши; Урабе, Ясуко; Нисидэ, Дайсуке; Катаура, Хиромичи (2009). «Непрерывное разделение металлических и полупроводниковых углеродных нанотрубок с использованием агарозного геля». Прикладная физика Экспресс . 2 (12): 125002. Bibcode : 2009APExp ... 2l5002T . DOI : 10.1143 / APEX.2.125002 .
  65. ^ Хуанг, Сюэин; Маклин, Роберт С .; Чжэн, Мин (2005). «Сортировка по длине с высоким разрешением и очистка углеродных нанотрубок с оболочкой с помощью эксклюзионной хроматографии». Анальный. Chem. 77 (19): 6225–6228. DOI : 10.1021 / ac0508954 . PMID 16194082 .  
  66. ^ Mark C Hersam (2008). «Прогресс в направлении монодисперсных однослойных углеродных нанотрубок». Природа Нанотехнологии . 3 (7): 387–394. Bibcode : 2008NatNa ... 3..387H . DOI : 10.1038 / nnano.2008.135 . PMID 18654561 . 
  67. ^ Чжэн, М .; Джагота, А; Страна, MS; Santos, AP; Barone, P; Chou, SG; Diner, BA; Dresselhaus, MS; и другие. (2003). "Сортировка углеродных нанотрубок на основе структуры по последовательности-зависимой сборки ДНК". Наука . 302 (5650): 1545–1548. Bibcode : 2003Sci ... 302.1545Z . DOI : 10.1126 / science.1091911 . PMID 14645843 . 
  68. ^ Ту, Сяоминь; Манохар, Суреш; Джагота, Ананд; Чжэн, Мин (2009). «Мотивы последовательности ДНК для структурно-специфического распознавания и разделения углеродных нанотрубок». Природа . 460 (7252): 250–253. Bibcode : 2009Natur.460..250T . DOI : 10,1038 / природа08116 . PMID 19587767 . 
  69. ^ Хрипин, Константин Y; Fagan, Jeffrey A .; Чжэн, Мин (2013-05-08). «Самопроизвольное разделение углеродных нанотрубок в полимерно-модифицированных водных фазах». Журнал Американского химического общества . 135 (18): 6822–6825. DOI : 10.1021 / ja402762e . ISSN 0002-7863 . PMID 23611526 .  
  70. ^ Ли, Хан; Гордеев, Георгий; Гаррити, Ойсин; Райх, Стефани; Флавел, Бенджамин С. (28 января 2019 г.). «Разделение однослойных углеродных нанотрубок малого диаметра в одну-три стадии с помощью двухфазной водной экстракции». САУ Нано . 13 (2): 2567–2578. DOI : 10.1021 / acsnano.8b09579 . ISSN 1936-0851 . PMID 30673278 .  
  71. ↑ Турек, Эдита; Шираки, Томохиро; Сираиси, Томонари; Сига, Тамехито; Фудзигая, Цуохико; Джанас, Давид (декабрь 2019 г.). «Одноступенчатая изоляция углеродных нанотрубок с узкополосными характеристиками излучения света» . Научные отчеты . 9 (1): 535. Bibcode : 2019NatSR ... 9..535T . DOI : 10.1038 / s41598-018-37675-4 . ISSN 2045-2322 . PMC 6345979 . PMID 30679809 .   
  72. ^ Чжан, Ли; Ту, Сяоминь; Уэлшер, Кевин; Ван, Синьрань; Чжэн, Мин; Дай, Хунцзе (2009). «Оптические характеристики и электронные устройства почти чистых (10,5) однослойных углеродных нанотрубок». J Am Chem Soc . 131 (7): 2454–2455. arXiv : 0902.0010 . Bibcode : 2009arXiv0902.0010Z . DOI : 10.1021 / ja8096674 . PMID 19193007 . 
  73. ^ Дин, Лей; Целев Александр; Ван, Цзиньонг; Юань, Дуннин; Чу, Хайбинь; McNicholas, Thomas P .; Ли, Ян; Лю, Цзе (2009). «Селективный рост хорошо ориентированных полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок». Нано-буквы . 9 (2): 800–5. Bibcode : 2009NanoL ... 9..800D . DOI : 10.1021 / nl803496s . PMID 19159186 . 
  74. ^ Мохамед, Мохд Амбри; Инами, Нобухито; Шико, Эйдзи; Ямамото, Ёсиюки; Хори, Хиденобу; Фудзивара, Акихико (2008). «Изготовление устройства спинтроники прямым синтезом однослойных углеродных нанотрубок из ферромагнитных электродов» . Sci. Technol. Adv. Матер . 9 (2): 025019. Bibcode : 2008STAdM ... 9b5019A . DOI : 10.1088 / 1468-6996 / 9/2/025019 . PMC 5099751 . PMID 27877994 .