Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги қарши муҳандислик иқтисолиёт институти

4.4. Углеводородли наноматериаллар синтези
Биринчи фуллеренлар қаттиқ графит наъмуналарни лазер нури остида 
буғлантиришдан олинган конденсатланган графит буғларидан ажратиб 
олинган. 1990 йилда бир қатор олимлар (Крепчир, Хофман) бир неча грамм 
ўлчамда фуллеренлар олиш усулини ишлаб чиқишди. Усул графит 
стерженлари – электродларни атмосфераларда электр ѐйида куйдиришдан 
иборат. Ндан паст атмосферада эмас. Жараѐнининг оптимал параметрларини 
танлаш яроқли фуллеренлар чиқишини оптималлаштирди. Фуллеренларнинг 
оптимал чиқиши стерженнинг дастлабки массасидан 3-5% анод массасидан. 
Бу фуллерен қийматининг баланд бўлишини белгилайди. Бу билан Японлар 
қизиқиб қолдилар. Mitsubishi фирмаси углеводларни куйдириш йўли билан 
яроқли фуллердарни олишни саъноат миқѐсига олиб чиқдилар. Бироқ бундай 
фуллеренлар улар соф эмас. Уларинг таркибида О
2
мавжуд. Шу сабабли соф 
фуллерен олинишининг ягона усули бу атмосферада Не ѐқишдир (куйдириш) 
(расм 9).
68

---

Расм 9. С60 фуллерен структураси (гексагонлар ва пентагонлар)
1
Фуллерен олувчи ва тозаловчи қурилмаларнинг умумий сони ортгани
туфайли унинг тан нархи пасайди. (Аввалига- 10000$ бўлса, ҳозирда 10/158). 
Фуллерен нархининг қимматлигига сабаб унинг чиқиш фоизи камлиги эмас, 
балки тозалаш тизимининг мураккаблигидир.
Тозалашнинг стандарт схемаси: куйдирганда қурумга ўхшаган нарса 
ҳосил бўлади, уни эритувчи билан аралаштирадилар (томзол), сўнг бу 
қоришма филтрланади. Қолган тўқ рангдаги чўкма турли фуллеренларнинг 
майда дисперсияли қоришмасидир. Бу аралашмани таркибига кўра турларга 
бўлиш зарур. Бу жараѐн ўта юқори микроскопиядаги суюқ хромотография 
ѐрдамида ҳамда сканерловчи зондли микроскопия ѐрдамида ўтказилади.
Авваллари ҳудди шундай графитни электр ѐйли ѐки лазерли 
буғлантириш, сўнгра инерт газ муҳитида конденсатлаш усули билан УНТ 
олишарди. Бироқ бу усул унча самарали бўлиб чиқмади. Шу сабабли ҳозирда 
энг мақбул усул бу - буғдан кимѐвий чўкма ҳосил қилишдир. Бунинг учун 
углерод таркибли бирикма олинади. Масалан ацеетилен, уни қаттиқ 
қиздирилган, Ме катализатор юзасида паржалайдилар. Шундан сўнг 
каттализатор юзасида зич бўлиб УНТ ўса бошлайди. Ушбу рекция газсимон 
углеродларнинг каталитик пиролиз деб аталади. Кўп холларда трубасимон 
печларда амалга оширилади. Бунда катализатор сифатида Fe, Co, Ni, дан 
фойдаланадилар. Уларнинг заррачалари билан теолит бўлакчаларини 
туйинтирадилар. Цеолит – табий материал. Электр ѐйли, лазерли, ѐки юқори 
ҳароратдаги синтезнинг бошқа турларидан фарқли ўлароқ катталик пиролиз 
углеводородли нанотузилмаларни лабаратория масштабида эмас, балки 
саъноат масштабида ишлаб чиқариш имконини беради. Улар унча тоза эмас 
ва таркиби ҳам бир-хил бўлмаслиги мумкин. Шунга қарамай улардан 
фойдаланиш мумкин.
1
Jeremy Ramsden Nanotechnology, Second Edition: An Introduction (Micro and Nano Technologies) 2nd 
Edition, Elsevier, 2011, 195
69

---

Графен – графит заррачалари. Графен тангачаларини оксидланган Si 
юзасига қўядилар. Бу графенни электро физикавий ўлчовлар учун тадқиқот 
қилиш имконини беради. Масалан графен олишининг кимѐвий усули: 
кристаллсимон графитга НСl ва Н
2
SO
4
ни таъсир этиррадилар. Бунинг 
натижасида графен тангачаларида оксидланиш рўй беради. Графеннинг 
карбоксил гурухи тионихлоридга ишлов бериш йўли билан хлоридларга 
айлантирилади. Шундан сўнг эса тетрогидрофурунлар, тетрахлорметан ва 
зихлороэтан эритмаларида октадециламик таъсирида қалинлиги 0.5 ним 
бўлган графинли қатлам ҳосил бўлади (расм 10-12).
Расм 10. Графен. Углероднинг sp
2
кимѐвий боғлари (d(С-С) = 0.3 nm)
1
Расм 11. Графен ва углероднинг наноматериаллари
1
Jeremy Ramsden Nanotechnology, Second Edition: An Introduction (Micro and Nano Technologies) 2nd 
Edition, Elsevier, 2011, 190
70

---

Расм 12. Бирқаватли ва кўпқаватли углеродли нанонайчалар, грефен 
моно қавати
1
Расм 13. PECVD ѐрдамида олинган нанонайчаларнинг ўрмони
2
1
Jeremy Ramsden Nanotechnology, Second Edition: An Introduction (Micro and Nano Technologies) 2nd 
Edition, Elsevier, 2011, 192
2
Jeremy Ramsden Nanotechnology, Second Edition: An Introduction (Micro and Nano Technologies) 2nd 
Edition, Elsevier, 2011, 194
71

---

Кремний карбиди юзасида графен олиш усули. Бунда графен кремний 
карбиди юзасида пирлик парчаланиш йўли билан ҳосил бўлади. Тадқиқотлар 
шуни кўрсатадики, бу ҳолда ажралиб чиққан графит қатлами бир атомли
қатламга 
нисбатан 
қалинроқ 
бўлади. 
Бўлиниши 
чегарасида 
компенсацияланган заряд ҳосил бўлади. Электронлар чиқиши орасида фарқ 
сабали ўтказувчанликда графитнинг бир атомарли қатламигина иштирок 
этади. Яъни бу қатлам графендир.