Разделение металлических и полупроводниковых нанотрубок

Фэн Цинин

Институт биохимической технологии и нанотехнологии

Email: fqy9502@mail.ru

Разделение металлических и полупроводниковых нанотрубок

Введение.Существующие коммерчески доступные одностенные углеродные нанотрубки (SWCNTs), полученные любым технически возможным способом, представляют собой смесь металлических и полупроводниковых углеродных нанотрубок, что значительно затрудняет применение SWCNTs в области наноэлектронных устройств. Разделение различных структур и рабочих характеристик SWCNTs является эффективным способом решения текущей дилеммы исследования SWCNTS. Подводя итоги последних разработок в области разделения SWCNTs, анализируются и сравниваются основные методы и методы разделения металлических и полупроводниковых SWCNTS, которые были разработаны в последние годы. Считается, что исследование и разработка технологии разделения SWCNTs, которая является простой, эффективной, масштабируемой и недорогой, по-прежнему остается предметом будущих исследований.

Литературный обзор. Основной метод разделения металлических и полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок основан на различиях в радиусе, структуре спиралей и электронной структуре этих двух. В настоящее время основные направления исследований сосредоточены на:

1) Разделении металлических и полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок с помощью физических методов;

2) Удаление металлических или полупроводниковых нанотрубок с помощью химической реакцией;

3) Методы функционального разделения, то есть химическая модификация или физическое взаимодействие, делают металлические одностенные нанотрубки и полупроводниковые одностенные нанотрубки разными по плотности и растворимости растворителей, а разделение двух нанотрубок достигается центрифугированием.

Литературный обзор. Непрерывное разделение металлических и полупроводниковых углеродных нанотрубок с использованием агарозного геля

Одностенные углеродные нанотрубки (SWCNTs) могут быть классифицированы в два типа на основе их электрических свойств, металлических и полупроводниковых. Эти два типа SWCNTs определяются спиральными конфигурациями атомов углерода.^[1] Для электронного применения SWCNTs требуются специальные типы SWCNTs, но в настоящее время методы производства SWCNTs производят смесь металлических и полупроводниковых SWCNTs. Существует несколько методов разделения металлических и полупроводниковых SWCNTs (разделение MП).^[2] Например, можно использовать диэлектрофорез,^[3] экстракцию амина^[4], полимерную обертку,^[5] [6]селективное окисление,^[7] и ультрацентрифугирование с градиентом плотности.^[8] Недавно представили простой, новый метод разделения с использованием агарозного геля. ^[9]Когда электрическое поле или механическое усилие наносили на агарозный гель, содержащий SWCNT, диспергированные додецилсульфатом натрия (SDS), из геля элюировались только металлическими SWCNT, а полупроводниковые SWCNTs оставались в ловушке в геле. Также обнаружили, что простое смешивание дисперсии SWCNT / SDS и агарозного геля вызывало разделение MП, в котором полупроводниковые SWCNTs избирательно адсорбировались гелем. Эти методы обеспечивают быстрое, высокопроизводительное, недорогое и масштабируемое разделение MП, но необходим жизнеспособный процесс отделения полупроводниковых SWCNTs от геля. Здесь сообщали о улучшенном способе разделения MП с использованием агарозного геля, в котором полупроводниковые SWCNTs выборочно присоединяли к гранулам агарозного геля в колонке и затем элюировали в виде фазы раствора (рис.1). Этот метод многие преимущества, такие как быстрота, масштабируемость, повторное использование геля и совместимость с автоматизацией, в дополнение к получению не содержащих геля полупроводниковых SWCNTs.