1. Umumiy ma`lumot Nanozarrachalar va nanomateriallarni olish usullari

Nanozarrachalar va nanomateriallarni olish usullari. Nanozarrachalar va nanomateriallarni olish jarayonlari. Nanomateryallardan foydalanishdagi cheklovlar
Reja:
1.Umumiy ma`lumot
2. Nanozarrachalar va nanomateriallarni olish usullari
3. Metalllarning nano kukunlari va ularning birikmalari 

Fullerenlar qabul qiladi turli usullar, ular orasida ark usuli, olovda ishlab chiqarish, lazerli isitish bilan, grafitning yo'naltirilgan quyosh nurlanishi bilan bug'lanishi, shuningdek kimyoviy sintez keng tarqalgan.

Fullerenlarni olishning eng samarali usuli grafit elektrodni yoy deşarj plazmasida termal püskürtme, geliy atmosferasida yonish. Ikki grafit elektrod o'rtasida elektr yoyi yonadi, bunda anod bug'lanadi. 1 dan 40% gacha (geometrik va texnologik parametrlarga qarab) fullerenlarni o'z ichiga olgan kuyikish reaktor devorlariga cho'kadi. Fullerenlar tarkibidagi kuyishdan fullerenlarni ajratib olish uchun ajratish va tozalash, suyuqlik ekstraktsiyasi va ustunli xromatografiya qo'llaniladi. Hosildorlik asl grafit soti og'irligining 10% dan ko'p emas, yakuniy mahsulotda esa C 60: C 70 nisbati 90: 10 ni tashkil qiladi. Bugungi kunga qadar bozordagi barcha fullerenlar ushbu usul bilan olingan. Usulning kamchiliklari orasida turli fullerenlarni uglerod qorasidan ajratib olish, tozalash va ajratish qiyinligi, fullerenlarning past mahsuldorligi va natijada ularning qimmatligi kiradi.
Nanotubalarni sintez qilishning eng keng tarqalgan usullari elektr yoyi zaryadsizlanishi, lazer ablasyonu va kimyoviy bug'larni cho'ktirishdir.
Foydalanish kamon zaryadsizlanishi grafit anodining kuchli termal bug'lanishi sodir bo'ladi va katodning oxirgi yuzasida uzunligi taxminan 40 mkm bo'lgan cho'kma (anod og'irligining ~ 90%) hosil bo'ladi. Katodga yotqizilgan nanotubalar to'plamlari hatto yalang'och ko'z bilan ham ko'rinadi. Nurlar orasidagi bo'shliq tartibsiz nanozarralar va bitta nanotubalar aralashmasi bilan to'ldirilgan. Uglerod konidagi nanotubalarning miqdori 60% gacha yetishi mumkin va hosil bo'lgan bir devorli nanotubalarning uzunligi kichik diametrli (1-5 nm) bir necha mikrometrgacha bo'lishi mumkin.
Usulning kamchiliklari mahsulotni kuyikish va boshqa aralashmalardan ko'p bosqichli tozalashni amalga oshirish bilan bog'liq texnologik qiyinchiliklarni o'z ichiga oladi. Bir devorli uglerod nanotubalarining hosildorligi 20-40% dan oshmaydi. Ko'p sonli nazorat parametrlari (kuchlanish, oqim kuchi va zichligi, plazma harorati, tizimdagi umumiy bosim, inert gaz ta'minoti xususiyatlari va tezligi, reaktsiya kamerasining o'lchamlari, sintez davomiyligi, sovutish moslamalarining mavjudligi va geometriyasi, tabiati va tozaligi elektrod materialining nisbati, ularning geometrik o'lchamlari , shuningdek miqdorini aniqlash qiyin bo'lgan bir qator boshqa parametrlar, masalan, uglerod bug'ining sovish tezligi) jarayonni boshqarishni, sintez zavodlarining apparat dizaynini sezilarli darajada murakkablashtiradi va oldini oladi. ularning sanoat miqyosida takror ishlab chiqarilishi. Shuningdek, u uglerod nanotubalarining yoy sintezini modellashtirishga xalaqit beradi.
Da lazer ablasyonu grafit nishoni yuqori haroratli reaktorda bug'lanadi, so'ngra kondensatsiyalanadi, mahsulot rentabelligi 70% ga etadi. Ushbu usul bilan, asosan, boshqariladigan diametrli bir devorli uglerod nanotubalari ishlab chiqariladi. Olingan materialning yuqori narxiga qaramay, lazerni ablasyon texnologiyasi sanoat darajasiga ko'tarilishi mumkin, shuning uchun nanotubalarning ish joyining atmosferasiga tushish xavfini qanday bartaraf etish haqida o'ylash kerak. Ikkinchisi jarayonlarni to'liq avtomatlashtirish va mahsulotni qadoqlash bosqichida qo'l mehnatini istisno qilish bilan mumkin.
Kimyoviy bug'larning cho'kishi metall zarrachalarining katalizator qatlami (ko'pincha nikel, kobalt, temir yoki ularning aralashmalari) bo'lgan substratda paydo bo'ladi. Nanotubalarning o'sishini boshlash uchun reaktorga ikki turdagi gazlar kiritiladi: texnologik gaz (masalan, ammiak, azot, vodorod) va uglerod o'z ichiga olgan gaz (atsitilen, etilen, etanol, metan). Nanotubalar metall katalizator zarralarida o'sishni boshlaydi. Bu usul sanoat miqyosida eng istiqbolli hisoblanadi, chunki uning arzonligi, nisbiy soddaligi va katalizator yordamida nanotuba o'sishini nazorat qilish mumkin.
Kimyoviy bug'larni cho'ktirish orqali olingan mahsulotlarning batafsil tahlili kamida 15 ta aromatik uglevodorodlar mavjudligini ko'rsatdi, shu jumladan 4 ta zaharli polisiklik uglerod birikmalari aniqlandi. Mashhur kanserogen bo'lgan polisiklik benzapiren ishlab chiqarishning qo'shimcha mahsulotlari tarkibida eng zararli deb tan olingan. Boshqa iflosliklar sayyoramizning ozon qatlamiga tahdid soladi.
Rossiyaning bir qancha kompaniyalari allaqachon uglerod nanotubalarini ishlab chiqarishni boshlagan. Shunday qilib, "GraNaT" ilmiy-texnika markazi (Moskva viloyati) rivojlangan o'z-o'zidan quvvati 200 g/soatgacha bo'lgan kimyoviy yotqizish yo'li bilan uglerod nanomateriallarini sintez qilish bo'yicha tajriba zavodi. nomidagi "Komsomolets" Tambov zavodi OAJ. 2005 yildan beri N. S. Artemova metall katalizatorda kimyoviy bug'larni cho'ktirish natijasida olingan ko'p devorli uglerod nanotubalari bo'lgan Taunit uglerodli nanomaterialni ishlab chiqarishni rivojlantirmoqda. Rossiya ishlab chiqaruvchilarining uglerod nanotubalarini ishlab chiqarish uchun reaktorlarning umumiy quvvati 10 t/y dan oshadi.