Ближайшие Плоды нанотехнологические

Нанотехнологические процедур для трубок, волокон и полимеров "провода" часто используют самосборки и на основе шаблонов процедур. Но эти методы могут быть сложными, что требует тщательного проектирования, подготовки и в конечном итоге устранения наноразмерные шаблоны, вокруг которого формируется наноструктуры.

Теперь один шаг "цепи роста" метод синтеза различных высокой проводимости в полимерах известен как regioregular политиофенов была разработана учеными университета Карнеги-Меллона Univ. (Питсбург, Пенсильвания; <a target="_blank" href="http://www.cmu.edu" rel="nofollow"> www.cmu.edu </ A>). Regioregular политиофенов основе полимерных нанопроводов, которые имеют приложений, начиная от рассеивания статического электрического заряда для использования в метки радиочастотной идентификации.

Мономера группа состоит из 5-углеродных молекул, называемых кольцами (2,5-Dibromo (3-замещенный) тиофена, которая стиле с множеством боковых цепей, например, алкильные группы, путем добавления реагента Гриньяра. Мономеров прикреплены головы до хвоста, так что все ветви выстраиваются в одном направлении, как и перья (рис. 1) и полимеризации с бис (дифенил) (phosphinopropane) никеля (II) дихлорид за 1 час ", объясняет руководитель проекта Ричард Маккалау. головой к хвосту структуры поправляет политиофенов в стержней, которые можно складывать друг на друга. небольшое количество йода добавил, чтобы regioregular полимерных политиофен проводящих удалив часть электронов и позволяет остальным двигаться по Окончательный полимера. пластмассы, таких, как полистирол, полиакрилат и полиуретаны, может быть присоединен к сети на политиофен основой для создания блок-сополимер нанопроводов измерения более микрон длиной и 10-30 нм с универсальным свойствами, такими как мягкость и растворимость в различных промышленных жидкостей ", объясняет Маккалау ..

Кроме того, отдельные нити regioregular политиофен могут быть разработаны на одном конце придерживаться металла, кремния и другие шаблоны, используемые в устройствах, как транзисторы, с помощью того Гриньяра химических групп или "шапки", например, тиолов, кислот и аминов (рис. 2 ). "Это приводит к высокой проводимостью листов нанопроводов в полимерных блоков или создания новых полимеров с теплопроводности 1-100 См / см в миллион раз лучше, чем другие сополимеры блок, содержащий проводящих полимеров", говорит McCullough, добавив, что цепочка роста метод устраняет шесть этапов производства как правило, используются для создания проводящих нанопроводов, блок-сополимеры.

Plextronics, компания образована Маккалау для коммерциализации технологии, недавно выделил 3,4 млн. долл. США в финансировании для достижения этой инициативы, а также сформировали партнерства по разработке продукта с Шервин Уильямс. Запуске производит партии проводящих полимерных добавка называется Plexcore в десятки-масштаба фунтов, и готова наращивать потенциал в конце 2005 года одновременно с выпуском первой коммерческих продуктов, содержащих добавки.

Plexcore рассеивается в виде порошка в обычных пластмасс и покрытий, таких, как покрытия уретана этаж, снизьте накопленных зарядов статического ", объясняет Ричард Pilston, директор по технологиям Plextronics". Панели покрыты системы Plexcore было сопротивление 7,5 ^ ^ SUP 6 Ом, которая находится на нижнем конце электростатического диссипативных (ОУР) диапазоне (т. е. сопротивление между 10 ^ ^ SUP 6 и 10 ^ ^ SUP 9 Ом). сопротивление необработанной панели (1,9

Масштабный цен Plexcore не была установлена, но ожидается, будет конкурентоспособным на стоимость нагрузки скорректированная база с альтернативными проводящих добавок, которые обеспечивают те же преимущества. Это ценообразование позволяет клиентам улучшить сырого материала наценки насколько 2-3 раза в некоторые статические диссипативных приложений ", говорит Эрик Бонер, вице-президент по продажам и маркетингу.

Холлоу нановолокон

Одноступенчатый подход к изготовлению полого нановолокон с приложениями в области микрофлюидики, чувствуя, и полевой эмиссии устройств продвигается вперед благодаря исследователям из Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL, Лос-Аламос Н.М., <A HREF = "http://www . lanl.gov "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.lanl.gov </ A>), Univ. Небраска (ООН, Линкольн; <a target="_blank" href="http://www.nebraska.edu" rel="nofollow"> www.nebraska.edu </ A>) и университетов в Испании (J. Am. Chem. Soc., 126, стр. 5376 (2004)).

Метод основан на electrospinning (или коаксиальный electrospraying) и золь-гель химии развитых соответственно Мануэль Маркес LANL и ООН Гусь Ларсен, чтобы нановолокон и твердых наночастиц. На лабораторном масштабе, 2 несмешивающихся или плохо смешиваются жидкости текла по регулируемой скоростью 5-10 мл / мин через пару концентрических иглы субмиллиметрового диаметров. Напряжением 5-10 кВ применяется для electrospinning аппарата в течение нескольких минут до часов, заставляя жидкости из иглы соосно - крохотный внутренний поток из одного материала, окруженного оболочкой другого. Оболочка затвердевает вокруг внутренней жидкости, которая служит простой шаблон и испаряется, как волокна собраны (рис. 3) на прямоугольной пластины (25 см ^ ^ SUP 2) о 2-10 см ниже кончика иглы. Типичным полое волокно имеет длину от нескольких до 100s микрон, диаметром 50-500 нм, с толщиной стенки 10-50 нм

"Продукт морфологии (труба против капли или другую форму), диаметр и толщина стенки находятся под контролем, выбрав подходящий реагентов с поверхностное натяжение и вязкость, а также путем корректировки Расходы, приведенные и напряжения", объясняет Маркес. Совсем недавно, electrospinning метод был использован для спина полых волокон кремния с равномерным внутренним диаметром. Снаряды были созданы с помощью золь-гель химии tetraethy-lorthosilicate вокруг ядра оливкового масла и глицерина. "Но, эта технология может быть использована для спина полых нановолокон биополимеров, как крахмал, целлюлоза и хитозан", отмечает Маркес.

Ученые в настоящее время разрабатывает "мультиплексирования" подход к полым производства нановолокон, которые использует параллельные пластины с концентрическими отверстиями генерировать до 500,00 коаксиальных струй / см ^ 2 ^ SUP. Лицензионные соглашения ведутся с компаниями в области биотехнологии, материаловедение и биомедицинских отраслей, направленных на осуществление коаксиальных струй и мультиплексирования концепций для доставки лекарств, разделения и фильтрации, и тканевой инженерии приложений, соответственно. Одним из основных продовольствия США производителя уже лицензировала технологию для производства пленок для упаковки.

Углеродных нанотрубок конвейер

Способность трансфер поток частиц на точное местоположение является проблемой, которая мешала эффективной сборки наноструктур, таких, как атомном уровне оптических, электронных и механических устройств, в течение почти десяти лет. Теперь, применяя небольшой электрический ток углеродные нанотрубки, ученые Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL; Беркли, Калифорния; <A HREF = "http://www.lbl.gov" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW "> <www.lbl.gov />) превратили углеродных нанотрубок в конвейеров способного переправы атомов индия вдоль нанотрубки, как автозапчасти на сборочной линии, с микроскопическими рабочих мест (Nature, 428, 29 апреля 2004, с. 924-927). "Эти наноразмерных конвейерные ленты могут быть направлены везде ученые хотят доставить массового атом-на-атом, избегая длительной процедуры манипулирования отдельными атомами с помощью сканирующего туннельного микроскопа, или тупой подход: миллионы атомов миллионов сайты путем смешивания химических веществ ", говорит LBNL физик и руководитель проекта Крис Риган.

Переправы техники была продемонстрирована использованием атомов индия, но есть доказательства, что золото, платина и олова мигрировать, тоже. В экспериментов, 25-мм покрытие индия термически испарение при 5 "Сумма испаренного металла была настолько мала, она населенных поверхности трубок в виде отдельных кристаллов индия, вместо того чтобы равномерно покрытия их", отмечает Шауль Алони, физик Univ. Калифорнии (Беркли, <a target="_blank" href="http://www.physics" <rel="nofollow"> www.physics / A>. berkeley.edu / исследования / Зеттл), где большинство работа была проведена. Комплект помещен просвечивающего электронного микроскопа, а с компьютерным управлением, вольфрама наконечником манипулятора подходы свободный конец 1 углеродных нанотрубок.

После того как совет делает физический контакт с трубкой, напряжении около 2 V применяется между зондом и другом конце трубки, создавая цепь. В результате электрического тока 10-100 мкА, проходящей через трубки генерирует 20-200 мкВт тепловой мощности, повышение мобильности атомов вдоль поверхности нанотрубки в направлении электрического потенциала.

Как показано на рисунке 4, термически driven атом мгновенно занимает водохранилище, когда частицы находятся, а затем переходит на следующую позицию, пока все индия накапливается в конце трубки. Если напряжение немного увеличилась, температура индия увеличивается, а атомы металла двигаться слева направо, быстрее.

Реган отмечает, что наноразмерные системы для осуществления массовых также обратим. "Мы можем изменить текущие в полярности и диск атомов индия обратно в исходное положение", говорит он.