ПОЛУЧЕНИЕ НАНОТРУБОК ФУЛЛЕРЕНА С
60
В ОБЪЕМЕ
ИСПАРЯЮЩИХСЯ КАПЕЛЬ РАСТВОРА
Исследованы особенности зарождения и дальнейшего роста нано- и микроразмерных
трубок на
основе фуллерена С
60
гексагональной формы при испарении изолированной
капли раствора C
60
в смеси растворителей «этилбензол-изопропиловый спирт»,
расположенной на плоской поверхности кремниевой подложки. Определены
морфологические и размерные характеристики полученных нанотрубок фуллерена С
60
на
поверхности подложки.
A.M. KOKHKHAROV, S.A. BAKHRAMOV,
U.K. MAKHMANOV, SH.A. ESANOV, B.A. ASLANOV,
Z. BEKMURODOV, B.A. SINDAROV
Institute of Ion-Plasma and Laser Technologies named after U.A. Arifov Academy of Sciences
of the Republic of Uzbekistan, Tashkent, Uzbekistan
PRODUCTION OF FULLERENE C
60
NANOTUBES IN THE
VOLUME OF EVAPORATING DROPLETS OF SOLUTION
The features of the nucleation and further growth of nano- and micro-sized tubes based on
C
60
fullerene with a hexagonal shape, obtained by evaporation of an isolated drop of a solution
of C
60
in «ethylbenzene-isopropyl alcohol» solvent located on a smooth surface of a silicon
substrate, were studied. The morphological and dimensional characteristics of the obtained C
60
-
based nanotubes were determined.
В последние годы растущий спрос на наноструктурированные материалы для
использования в различных областях нанотехнологии возродил интерес к
изучению синтеза новых наноматериалов из молекул фуллеренов C
60
и C
70
.
Сферическая
углеродная молекула C
60
(с высокой симметрией I
h
) имеет
сферическую оболочку толщиной
0.1 нм, радиус молекулы составляет
0.36 нм
[1]. Фуллерен С
60
представляет собой полупроводник с шириной запрещенной
зоны
1.85 эВ.
Целью данной работы является исследование
особенностей зарождения и
установление физических механизмов роста нанотрубок на основе фуллерена С
60
в объёме испаряющихся капель раствора. В работе использованы порошки
фуллерена С
60
(SES Research, США), а также органические растворители
−
244
этилбензол (C
8
H
10
) марки «ч.д.а.» и изопропиловый спирт (C
3
H
8
O) марки «х.ч.»
от Sigma-Aldrich (США).
Морфологические и размерные характеристики
полученных нанотрубок
фуллерена С
60
изучены методом сканирующей электронной микроскопии
(СЭМ). В наших экспериментах большую роль в формировании нанотрубок на
основе фуллерена С
60
играет градиент температуры,
который возникает при
резком охлаждении поверхностного и приповерхностного слоев капли
фуллерена С
60
в результате интенсивного испарения органических
растворителей (этилбензол и изопропиловый спирт в объёмной фракции
0.85:0.15, соответственно). На рис. 1 приведен
СЭМ-снимок нанотрубок
фуллерена С
60
, синтезированных в процессе теплового испарения органических
растворителей из объёма изолированной капли раствора С
60
, находящейся на
гладкой поверхности горизонтально расположенной кремниевой подложки.
Рис. 1. СЭМ-снимок нанотрубок фуллерена С
60
, синтезированных в объеме
одной испаряющейся капли раствора фуллерена на поверхности
кремниевой подложки.
Видно, что наружный и внутренний диаметры нанотрубок составляют
600
нм и
412 нм соответственно. Средняя длина полученных нанотрубок составляет
780 нм. На одном конце полученные нанотрубки фуллерена С
60
закрыты.
Нанотрубки С
60
могут хорошо поглощать
водные и спиртовые растворы
различных наночастиц. Это открывает возможность потенциального
использования нанотрубок фуллерена С
60
в медицине для точечной доставки в
клетки различных лекарственных препаратов, в энергетике как контейнер
наножидкостей, и в электромеханике в качестве насыщающихся
поглотителей
энергии удара.
Список литературы
4.
Makhmanov U.K., Kokhkharov A.M., Bakhramov S.A., Erts D. // Lithuanian Journal of Physics.
2020. Vol. 60. No. 3, P. 194–204.DOI:10.3952/physics.v60i3.4306