Name: simultaneous synthesis of single-walled carbon nanotubes and graphene in a magnetically-enhanced arc plasma
Uploaded: 2012-02-02T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Synthesis of Single-walled Carbon Nanotubes and Graphene in a Magnetically-enhanced Arc Plasma at JoVE.com

Ce travail a été soutenu par la NSF / DOE partenariat dans le plasma Science et Technologie (NSF Grant No. 0853777 CBET-Grant et du DOE n ° DE-SC0001169), STTR phase I du projet (NSF STTR PHASE I No.1010133). Les auteurs tiennent à remercier le Programme de recherche pppl Offsite soutenu par le Bureau de la fusion des sciences de l&#39;énergie pour soutenir des expériences à l&#39;arc.

1. La préparation d&#39;anodes <ol><li> Poudre de nickel d&#39;échelle (99,8%, à 300 mesh) et l&#39;yttrium en poudre (99,9%, 40 mesh) selon la radio molaire de 4,2:1 que la poudre de catalyseur. </li><li> Mélanger la poudre de catalyseur avec de la poudre de graphite (99,9995%, à 200 mesh) très bien. Remplissez la poudre de graphite mélangé à tige creuse (5 mm de diamètre extérieur, 2,5 mm de diamètre interne et 75 mm de longueur) fermement. Assurez-vous que la radio molaire totale de C: Ni: Y en tige d&#...

<ol>
	<li>Dai, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+transport+properties+and+field+effect+transistors+of+carbon+nanotubes.">Electrical transport properties and field effect transistors of carbon nanotubes.</a> Nano. 1, 1-13 (2006).</li><li>Lai, K. W. C., Xi, N., Fung, C. K. M., Chen, H. Z., Tarn, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+the+band+gap+of+carbon+nanotube+for+infrared+sensors.">Engineering the band gap of carbon nanotube for infrared sensors.</a> Applied Physics Letters. 95, 221107-221107 (2009).</li><li>Gabor, N. M., Zhong, Z. H., Bosnick, K., Park, J., McEuen, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extremely+Efficient+Multiple+Electron-Hole+Pair+Generation+in+Carbon+Nanotube+Photodiodes.">Extremely Efficient Multiple Electron-Hole Pair Generation in Carbon Nanotube Photodiodes.</a> Science. 325, 1367-1371 (2009).</li><li>Liu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+storage+in+single-walled+carbon+nanotubes+at+room+temperature.">Hydrogen storage in single-walled carbon nanotubes at room temperature.</a> Science. 286, 1127-1129 (1999).</li><li>Keidar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic-field-enhanced+synthesis+of+single-wall+carbon+nanotubes+in+arc+discharge.">Magnetic-field-enhanced synthesis of single-wall carbon nanotubes in arc discharge.</a> Journal of Applied Physics. 103, 094318-094318 (2008).</li><li>Li, J., Volotskova, O., Shashurin, A., Keidar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+Diameter+Distribution+of+Catalyst+Nanoparticles+in+Arc+Discharge.">Controlling Diameter Distribution of Catalyst Nanoparticles in Arc Discharge.</a> Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 11, 10047-10052 (2011).</li><li>Volotskova, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tailored+Distribution+of+Single-Wall+Carbon+Nanotubes+from+Arc+Plasma+Synthesis+Using+Magnetic+Fields.">Tailored Distribution of Single-Wall Carbon Nanotubes from Arc Plasma Synthesis Using Magnetic Fields.</a> Acs. Nano. 4, 5187-5192 (2010).</li><li>Volotskova, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-step+synthesis+and+magnetic+separation+of+graphene+and+carbon+nanotubes+in+arc+discharge+plasmas.">Single-step synthesis and magnetic separation of graphene and carbon nanotubes in arc discharge plasmas.</a> Nanoscale. 2, 2281-2285 (2010).</li><li>Farhat, S., Scott, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+the+arc+process+modeling+for+fullerene+and+nanotube+production.">Review of the arc process modeling for fullerene and nanotube production.</a> Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 6, 1189-1210 (2006).</li><li>Keidar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increasing+the+length+of+single-wall+carbon+nanotubes+in+a+magnetically+enhanced+arc+discharge.">Increasing the length of single-wall carbon nanotubes in a magnetically enhanced arc discharge.</a> Applied Physics Letters. 92, 043129-043129 (2008).</li><li>Ferrari, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+spectrum+of+graphene+and+graphene+layers.">Raman spectrum of graphene and graphene layers.</a> Physical Review Letters. 97, 187401-187401 (2006).</li></ol>

Dans les instantanés vidéo montré à la figure 1b et 1d, pour le cas où l&#39;écart inter-électrodes est placé à la distance d&#39;environ h = 75 mm du fond de l&#39;aimant permanent, il convient de noter que le changement de la position de l&#39;aimant (nous avons testé changement aimant long de l&#39;axe z et en tournant l&#39;aimant plus) des résultats de l&#39;écart des flux de jet d&#39;arc dans la direction x correspondant à la direction de J × B vigueur illustré à ...

Table des réactifs spécifiques et des équipements: <table border="1"><tbody><tr><th> Nom du réactif </th><th> Société </th><th> Numéro de catalogue </th><th> Commentaires (optionnel) </th></tr><tr><td> Méthanol </td><td> Acros Organics </td><td> 423950010 </td><td></td></tr><tr><td> Poudre de nickel </td><td> Alfa Aesar </td><td> 10581 </td><td></td></tr><tr><td> Yttrium en poudre </td><td> Acros Organics </td><td> 318060050 </td><td></td></tr><tr><td> Poudre de graphite </td><td> Alfa Aesar </td><td> 40799 </td><td></td></tr><tr><td> Tige creuse en graphite </td><td> Industries de Saturne </td><td> POCO EDM 3 </td><td></td></tr><tr><td> L&#39;aimant permanent </td><td> McMaster-Carr </td><td> 57315K51 </td><td></td></tr><tr><td> Fiche de molybdène </td><td> Dingqi Sci. et Tech. </td><td> 080504-11 </td><td></td&gt; </tr><tr><td> Ultrasons dismembrator </td><td> Fisher Scientific </td><td> Modèle 150T </td><td></td></tr><tr><td> À effet Hall Gaussmètre </td><td> AI </td><td> Modèle 100 </td><td></td></tr><tr><td> Alimentation de soudage </td><td> Miller Electric </td><td> Gold Star 600SS </td><td></td></tr><tr><td> Pompe à vide </td><td> J / B </td><td> DV-85N </td><td></td></tr><tr><td> SEM </td><td> Zeiss </td><td> LEO 1430VP </td><td></td></tr><tr><td> TEM </td><td> JEOL </td><td> 1200 EX </td><td></td></tr><tr><td> Raman </td><td> Horiba </td><td> HR800 </td><td></td></tr></tbody></table>

simultaneous synthesis of single-walled carbon nanotubes and graphene in a magnetically-enhanced arc plasma

Les nanostructures de carbone comme les nanotubes de carbone monoparois (SWCNT) et le graphène attirer un déluge d&#39;intérêt des savants de nos jours en raison de leur application très prometteuse pour les capteurs moléculaires, transistors à effet de champ et super mince et flexible des dispositifs électroniques 1-4. Décharge d&#39;arc anodique soutenue par l&#39;érosion du matériau de l&#39;anode est l&#39;une des méthodes les plus pratiques et efficaces, qui peuvent fournir spécifiques non-équilibre des processus et un afflux important de matériel de carbone pour les structures de développement à une température relativement élevée, et par conséquent l&#39;en- produits synthétisés ont quelques défauts structurels et une meilleure cristallinité. Pour améliorer encore la maniabilité et la flexibilité de la synthèse de nanostructures de carbone dans l&#39;arc de décharge, les champs magnétiques peuvent être appliquées pendant le processus de synthèse selon les réponses fortes magnétique de plasmas d&#39;arc. Il a été démontré que le magnétisme à l&#39;arc-enhanced DischARGE peut augmenter la durée moyenne de 5 SWCNT, étroit la distribution du diamètre des particules de catalyseur métallique et 6 nanotubes de carbone, et le changement du ratio d&#39;métalliques et les nanotubes de carbone semi-conducteurs 7, ainsi que conduire à la synthèse de graphène 8. Par ailleurs, il est intéressant de remarquer que lorsque nous introduisons un champ magnétique non-uniforme à la composante normale du courant dans l&#39;arc, la force de Lorentz le long de la J × B direction peut générer le jet plasmas et de faire une prestation efficace des particules de carbone et d&#39;ions flux de chaleur à des échantillons. En conséquence, les flocons de graphène à grande échelle et des nanotubes de carbone de haute pureté à simple paroi ont été simultanément généré par ces nouvelles méthodes à l&#39;arc magnétique amélioré par anodique. Arc imagerie, microscopie électronique à balayage (MEB), microscopie électronique à transmission (MET) et la spectroscopie Raman ont été employées pour analyser la caractérisation des nanostructures de carbone. Ces résultats indiquent unelarge éventail d&#39;opportunités de manipuler les propriétés des nanostructures produites dans les plasmas par des moyens de contrôler les conditions d&#39;arc.

Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Synthesis of Single-walled Carbon Nanotubes and Graphene in a Magnetically-enhanced Arc Plasma at JoVE.com

Simultaneous Synthesis of Single-walled Carbon Nanotubes and Graphene in a Magnetically-enhanced Arc Plasma

Décharge d&#39;arc anodique est l&#39;une des méthodes les plus pratiques et efficaces pour synthétiser des nanostructures de carbone différentes. Pour augmenter la contrôlabilité à l&#39;arc et de flexibilité, un champ magnétique non uniforme a été introduit au processus de la synthèse en une étape de flocons de graphène à grande échelle et des nanotubes de carbone de haute pureté à simple paroi.

Synthèse simultanée de nanotubes de carbone à paroi simple et le graphène dans un plasma d&#39;arc-magnétique améliorée

Carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene attract a deluge of interest of scholars nowadays due to their very ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Graphene Coatings for Biomedical Implants

Revêtements de graphène pour les implants biomédicaux

Atomically smooth graphene as a surface coating has potential to improve implant properties. This demonstrates a method for coating nitinol alloys with ...

Recherche

Bio-ingénierie

Localization and Relative Quantification of Carbon Nanotubes in Cells with Multispectral Imaging Flow Cytometry

Carbon-based nanomaterials, like carbon nanotubes (CNTs), belong to this type of nanoparticles which are very difficult to discriminate from carbon-rich ...

Synthesis of an Intein-mediated Artificial Protein Hydrogel

Synthèse d&#39;une protéine artificielle induite par une intéine Hydrogel

We present the synthesis of a highly stable protein hydrogel mediated by a split-intein-catalyzed protein trans-splicing reaction. The building blocks of ...

Hydrogel Nanoparticle Harvesting of Plasma or Urine for Detecting Low Abundance Proteins

Hydrogel nanoparticules récolte de plasma ou l&#39;urine pour la détection des protéines de faible abondance

Novel biomarker discovery plays a crucial role in providing more sensitive and specific disease detection. Unfortunately many low-abundance biomarkers ...

Synthesis of Keratin-based Nanofiber for Biomedical Engineering

Synthèse de nanofibres à base de kératine de génie biomédical

Electrospinning, due to its versatility and potential for applications in various fields, is being frequently used to fabricate nanofibers. Production of ...

Engineering Molecular Recognition with Bio-mimetic Polymers on Single Walled Carbon Nanotubes

Reconnaissance moléculaire Ingénierie avec Polymères Bio-mimétiques sur simple Walled Carbon Nanotubes

Semiconducting single-wall carbon nanotubes (SWNTs) are a class of optically active nanomaterial that fluoresce in the near infrared, coinciding with the ...

Targeted Plasma Membrane Delivery of a Hydrophobic Cargo Encapsulated in a Liquid Crystal Nanoparticle Carrier

Targeted Plasma Membrane Livraison d&#39;un Hydrophobe Cargo encapsulé dans un cristal liquide Nanoparticules Transporteur

The controlled delivery of drug/imaging agents to cells is critical for the development of therapeutics and for the study of cellular signaling processes. ...

DNA Nanotubes as a Versatile Tool to Study Semiflexible Polymers

Nanotubes d’ADN comme un outil polyvalent pour l’étude des polymères semi-flexibles

Mechanical properties of complex, polymer-based soft matter, such as cells or biopolymer networks, can be understood in neither the classical frame of ...

Melt Electrospinning Writing of Three-dimensional Poly(&#949;-caprolactone) Scaffolds with Controllable Morphologies for Tissue Engineering Applications

Melt Electrospinning Writing of Three-dimensional PolyÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Âµ-caprolactone Scaffolds with Controllable Morphologies for Tissue Engineering Applications

Faire fondre électrofilage écrit d’échafaudages Poly(ε-caprolactone) en trois dimensions avec des Morphologies contrôlables pour les Applications de génie tissulaire

This tutorial reflects on the fundamental principles and guidelines for electrospinning writing with polymer melts, an additive manufacturing technology ...

Microhoneycomb Monoliths Prepared by the Unidirectional Freeze-drying of Cellulose Nanofiber Based Sols: Method and Extensions

Monolithes de Microhoneycomb préparés par la lyophilisation unidirectionnel de nanofibres Cellulose basé Sols : méthode et Extensions

Monolithic honeycomb structures have been attractive to multidisciplinary fields due to their high strength-to-weight ratio. Particularly, microhoneycomb ...