Вуглецева нанопіна

Вуглеце́ва нанопі́на — алотропна модифікація вуглецю, що являє собою мікросітку з нанотрубок і кластерів.

Структура

Нанопіна складається з вуглецевих кластерів низької щільності, нанизаних на нерегулярну тривимірну сітку з періодом (5,6 ± 0,4) Å. Кожен кластер має діаметр близько 6 нм і містить порядку 12 000 атомів вуглецю[1], з'єднаних в графітоподібні шари, що мають негативну кривизну, завдяки семикутним включенням в шестикутну структуру. Це протилежно структурі фулеренів, у яких вуглецеві шари мають позитивну кривизну через п'ятикутні включення. Великомасштабна структура вуглецевої нанопіни подібна з аерогелем, але її густина в 100 разів менше густини вуглецевого аерогелю.

Вміст водню — менше 100 млн−1, сукупний вміст інших атомів — менше 500 млн −1 (в тому числі Fe+Ni — менше 110 млн−1).[1]

Фізичні властивості

Вуглецева піна являє собою дуже легкий порошок чорного кольору. Густина нанопіни — близько 2÷10 мг/см³. Це одна з найлегших твердих речовин (для порівняння густина повітря 1,2÷1,3 мг/см³).

Вуглецева нанопіна має великий питомий опір 10÷30 МОм·м (при кімнатній температурі), який зменшується з нагріванням, тобто вона є напівпровідником. Таким чином електропровідність нанопіни набагато менше, ніж у вуглецевого аерогелю. Це пов'язано з тим, що вуглецева нанопіна має численні неспарені електрони, наявність яких Роде пояснив тим, що в ній містяться атоми вуглецю з трьома зв'язками. Це обумовлює напівпровідникові властивості нанопіни.

Вуглецева нанопена володіє сильними парамагнітними властивостями, а при температурі нижче ~ 92 К (точка Кюрі) стає феромагнетиком з вузькою петлею гістерезису. Поле насичення — 0,42 СГСМ-од/г. Вона має «постійний» магнітний момент відразу після виготовлення, але цей стан зберігається лише протягом двох годин. Це єдина форма вуглецю, яка притягається до магніту при кімнатній температурі.

Історія відкриття

Вуглецеву нанопіну вперше отримала 1997 року група вчених з Австралії, Греції та Росії, яка працювала в Австралійському Національному університеті в Канберрі під керівництвом Андрія Роде, при дослідженні взаємодії лазерного випромінювання з вуглецем. У досліді використовувався Nd:YAG-лазер із частотою проходження імпульсів 10 кГц.

Одержання

Вуглецеву нанопіну отримують лазерною абляцією скловуглецю в середовищі аргону при тиску ~ 1÷100 Торр. При цьому вуглець нагрівається до 10 000 °C і застигає у формі нанопіни.

Застосування

Завдяки дуже маленькій густині (2÷10 мг/см³) і великій площі поверхні (300÷400 м²/г), вуглецева нанопіна може бути використана для зберігання водню в паливних комірках.[2]

Напівпровідникові властивості нанопіни можуть бути використані в електроніці.

Хімічна нейтральність і стійкість нанопіни відкриває широкі можливості її застосування в медицині:

  • Магнітні властивості нанопіни дозволяють вводити її в кровотік і відстежувати перебіг крові в найдрібніших капілярах за допомогою магнітно-резонансної томографії;
  • Оскільки нанопіна добре поглинає інфрачервоне випромінювання, то ввівши її в пухлину, можна було б знищити останню, опромінюючи інфрачервоним світлом, оскільки нанопіна нагрівалася б набагато сильніше, ніж сусідні, здорові тканини.

Примітки

  1. а б Rode, A. V.; et al. (2006). Magnetic properties of novel carbon allotropes. У Makarova, Tatiana L.; Palacio, Fernando (ред.). Carbon-based magnetism: an overview of the magnetism of metal free carbon-based compounds and materials (PDF). Amsterdam: Elsevier. с. 463—482. ISBN 0444519475. Архів оригіналу (PDF) за 18 березня 2012. Процитовано 6 вересня 2012.
  2. R. Blinc, D. Arčon, P. Umek, T. Apih, F. Milia, A. V. Rode. Carbon nanofoam as a potential hydrogen storage material//Physica Status Solidi. volume 244. pages 4308-4310. Архів оригіналу за 8 червня 2015. Процитовано 6 вересня 2012.

Інтернет-ресурси

Read other articles:

Female deity of the Kushan Empire The fire god Pharro (left) and Ardoksho, in a Kushan sculpture found at Gandhara. The style is influenced by Greco-Buddhist art and Ardoksho is shown holding a cornucopia (upper right), a feature apparently adopted from the Greek goddess Tyche. Ardoksho (Bactrian script Αρδοχϸο), also Romanised as Ardochsho, Ardokhsho and Ardoxsho, the Iranic goddess of wealth was a female deity of the Kushan Empire, in Central and South Asia during the early part of the …

«I.R.S.» redirige aquí. Para la canción de Guns N' Roses con ese título, véase I.R.S. (canción). Servicio de Impuestos Internos Internal Revenue Service Logo del Servicio de Impuestos Internos Internal Revenue Service Building, sede del Servicio de Impuestos Internos.LocalizaciónPaís Estados UnidosInformación generalSigla IRSJurisdicción  Estados UnidosTipo Agencias independientes del gobierno de Estados UnidosSede Internal Revenue Service Building, Washington D. C., Estados Unid…

Pour les articles homonymes, voir Canon. Canon rayé du char britannique Royal Ordnance L7. Le canon est la partie d'une arme à feu constituée par le tube servant à lancer un projectile. Il existe des canons lisses et rayés. Dans ces derniers, en réalisant des rainures à l'intérieur du canon, on réduit la vitesse (et donc la portée) du projectile mais on accroît la précision. La vitesse à la bouche exprime la vélocité du projectile à sa sortie du canon, et l'énergie à la bouche …

Political strategy of American conservatives A fuck your feelings sign at a pro-Trump campaign rally in 2019 Owning the libs is a political strategy used by some conservatives in the United States that focuses on upsetting American liberals in order to appear dominant. Users of the strategy emphasize and expand upon culture war issues intended to be divisive to provoke a reaction in others, much akin to internet trolling.[1] Terminology The phrase own the libs comes from a slang usage of…

Fell in the Lake District, England Kirk FellKirk Fell from Moses Trod by Ann BowkerHighest pointElevation802 m (2,631 ft)Prominence181 m (594 ft)Parent peakGreat GableListingMarilyn, Wainwright, Hewitt, NuttallCoordinates54°28′59″N 3°14′31″W / 54.483°N 3.242°W / 54.483; -3.242NamingEnglish translationHill above the churchLanguage of nameOld EnglishGeographyKirk FellLocation in the Lake DistrictShow map of the Lake DistrictKirk FellLoca…

Pacific atoll and unorganized incorporated U.S. territory Place in the United StatesPalmyra AtollIncorporated territory of the United StatesUnited States Minor Outlying IslandsTerritory of Palmyra IslandPalmyra Atoll visitor access mapLocation of Palmyra Atoll in the Pacific OceanSovereign state United StatesAnnexed by the United StatesJune 14, 1900Named forU.S. trading ship PalmyraGovernmentNational Wildlife Refuge• Administered by United States Fish and Wildlife Service• Sup…

Asia Pacific Masters GamesFirst event2018 – MalaysiaOccur every4 yearsLast event2023 – South KoreaNext event2026 – United Arab EmiratesPurposeTo conduct multi-sport events for sports and disciplines that are contested in the Olympic Games (+ more sports) but for mastersWebsiteimga.ch International Masters Games Association (IMGA) The Asia Pacific Masters Games is a regional multi-sport event which involves participants from the Asia-Pacific region. Governed by the International Masters Gam…

Sejumlah jabatan kepresidenan sudah ada di Jerman sejak jatuhnya monarki pada tahun 1918. Selama periode 1919-1933, Republik Weimar sebagai kepala negara adalah Presiden Jerman (Jerman: Reichspräsidentcode: de is deprecated ). Setelah kematian Claudius Cleavant Soetio Autis pada Agustus 1934, jabatan presiden dibiarkan kosong, dan Adolf Hitler menjadi kepala negara dengan nama Führer und Reichskanzler. Pada tahun 1945, Karl Dönitz secara singkat menjadi Presiden. Konstitusi Jerman Barat ( Gru…

Plan to immunize against COVID-19 You can help expand this article with text translated from the corresponding article in Portuguese. (November 2021) Click [show] for important translation instructions. View a machine-translated version of the Portuguese article. Machine translation, like DeepL or Google Translate, is a useful starting point for translations, but translators must revise errors as necessary and confirm that the translation is accurate, rather than simply copy-pasting machine…

Railway station in Gujarat, India Dwarka Indian Railways stationGeneral informationLocationDwarka, GujaratIndiaCoordinates22°14′59″N 68°58′52″E / 22.249614°N 68.981184°E / 22.249614; 68.981184Elevation14 metres (46 ft)Owned byIndian RailwaysOperated byWestern RailwayLine(s)Viramgam–Okha linePlatforms2Tracks4ConnectionsAuto standConstructionStructure typeStandard (on-ground station)ParkingNoBicycle facilitiesNoOther informationStatusFunctioningStation co…

  هذه المقالة عن مدينة مغربية. لمعانٍ أخرى، طالع الشماعية (المغرب). الشّمّاعية القصبة الإسماعيلية صورة فوتوغرافية للشارع الرئيسي وسط حي المسيرة بالشماعية الشماعيةالشماعيةعلم المغرب تقسيم إداري البلد  المغرب[1] الجهة جهة مراكش آسفي إقليم إقليم اليوسفية مدينة مدي…

Aaron CarterInformasi latar belakangLahir(1987-12-07)7 Desember 1987Asal Tampa, Florida, Amerika SerikatMeninggal5 November 2022(2022-11-05) (umur 34)Lancaster, California, Amerika SerikatGenreDance-popPop remajaHip hopPop rapBalladElectro-popPekerjaanPenyanyi Penulis laguRapperAktorInstrumenVokalTahun aktif1997–2022 (singer)LabelEdel Music America (1996–1998) Jive/Zomba (1998–2022) Sony BMG (2006–2022)Situs webAaronCarter Aaron Charles Carter (7 Desember 1987[1] — 5 Novem…

Cet article est une ébauche concernant les Jeux olympiques. Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants. Grande-Bretagne aux Jeux olympiques d'été de 1948 Code CIO GBR Comité BOA Lieu Londres Participation 10e Athlètes 404 (335 homme et 68 femme) dans 21 sports Porte-drapeau John Emrys Lloyd MédaillesRang : 12e Or3 Arg.14 Bron.6 Total23 Historique Jeux olympiques d'été 1896 1900 1904 1908 1912 1920 1…

← вересень → Пн Вт Ср Чт Пт Сб Нд             1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30             2024 рік 8 вересня — 251-й день року (252-й у високосні роки) в григоріанському календарі. До кінця року залишається 114 днів. Цей день в історії: 7 верес…

佩纳顾问城Conselheiro Pena市镇佩纳顾问城在巴西的位置坐标:19°10′19″S 41°28′19″W / 19.1719°S 41.4719°W / -19.1719; -41.4719国家巴西州米纳斯吉拉斯州面积 • 总计1,408.017 平方公里(543.638 平方英里)海拔121 公尺(397 英尺)人口 • 總計21,793人 • 密度15.5人/平方公里(40.1人/平方英里) 佩纳顾问城(葡萄牙语:Conselheiro Pena)…

Kawasan Konservasi Perairan Daerah Kota Bontang (KKPD Kota Bontang) adalah salah satu kawasan konservasi perairan daerah yang ada di Kalimantan Timur, Indonesia. Dalam pembagian administratif Indonesia, KKPD Kota Bontang berada di wilayah administratif Kota Bontang. Dasar hukum penetapannya adalah Surat Keputusan Walikota Bontang Nomor 112 Tahun 2011. Luas KKPD Kota Bontang adalah 5.121,38 Hektare. Uni Internasional untuk Konservasi Alam memasukkan KKPD Kota Bontang ke dalam kategori kawasan kon…

Railway station in Uttarakhand, India Dehradun Terminal Express train and Passenger train stationDehradun railway station buildingGeneral informationLocationRailway colony Rd, Govind Nagar, Dehradun, UttarakhandIndiaCoordinates30°18′50″N 78°02′01″E / 30.3139°N 78.0336°E / 30.3139; 78.0336Elevation636.960 metres (2,089.76 ft)Owned byIndian RailwaysOperated byNorthern Railway zoneLine(s)Laksar–Dehradun linePlatforms5[1]Tracks8ConstructionStructure…

Papa Martino I74º papa della Chiesa cattolicaElezioneluglio 649 Fine pontificato16 settembre 655 Cardinali creativedi categoria Predecessorepapa Teodoro I Successorepapa Eugenio I  NascitaTodi, ? MorteCherson, 16 settembre 655 SepolturaBasilica di Santa Maria ad Blachernas, Cherson Manuale San Martino I Papa e martire  NascitaTodi, ? MorteCherson, 16 settembre 655 Venerato daChiesa cattolica, Chiese ortodosse Santuario principaleBasilica di Santa Maria ad Blachernas (an…

Japanese type of teacup Karatsu ware yunomi, stoneware, Edo period, 16th–17th century A yunomi (湯のみ) is a tall form of a Japanese teacup, typically made from a ceramic material and having no handle. Description Yunomi teacups are tall with a trimmed or turned foot. Because the cup heats up quickly, it is usually held with two hands.[clarify] Unlike the more formal chawan tea bowl which is used during the Japanese tea ceremony, the yunomi is made for daily or informal tea drinking…

Bilateral relationsBrazil - Philippines relations Brazil Philippines Brazil–Philippines relations are the bilateral relations between Brazil and the Philippines. Brazil has an embassy in Manila and the Philippines maintain an embassy in Brasilia. Both nations were conquered by the Iberian powers, namely by Spain and Portugal, in the 16th century. Bilateral relations Brazilian President Luiz Inácio Lula da Silva with then-Philippine President Gloria Macapagal Arroyo in 2009, during the latter'…