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

この作品は、プラズマ理工学におけるNSF / DOEパートナーシップ（NSFグラント号CBET - 0853777およびDOEグラント番号DE - SC0001169）、STTRフェーズIプロジェクト（NSF STTR PHASE I No.1010133）によってサポートされていました。著者らは、アークの実験をサポートするための核融合エネルギー科学のオフィスによってサポートされているPPPLオフサイトの研究プログラムに感謝します。

1。アノードの準備<ol><li>触媒粉末として4.2:1のモルラジオによると規模ニッケル粉末（99.8％、300メッシュ）とイットリウム粉末（99.9％、40メッシュ）。 </li><li>非常によく黒鉛粉末と触媒粉末（99.9995パーセント、200メッシュ）を混ぜる。しっかりと中空のグラファイト棒（5mmの外径は、2.5内径と75mmの長さ）に混合した粉体を埋める。ニッケル：：アノードロッドのYは94.8:4.2:1場合、SWCNT ...

<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>

電極間ギャップは、永久磁石の底部から約H = 75 mmの距離に配置されている場合のために、 図1bおよび1Dに示すようにビデオのスナップショットでは、磁石の位置の変化が（我々は磁石のシフトをテストすることに留意すべきであるz軸に沿ってと磁石をめくっ） 図1cに示すJ × B力の方向に対応するx方向のアークジェット流れの偏差の結果。また、アークプ...

特定の試薬と機器の表： <table border="1"><tbody><tr><th>試薬の名前</th><th>会社</th><th>カタログ番号</th><th>コメント（省略可能） </th></tr><tr><td>メタノール</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 423950010 </td><td></td></tr><tr><td>ニッケルの粉</td><td>アルファAesar </td><td> 10581 </td><td></td></tr><tr><td>イットリウム粉末</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 318060050 </td><td></td></tr><tr><td>黒鉛粉末</td><td>アルファAesar </td><td> 40799 </td><td></td></tr><tr><td>中空グラファイトロッド</td><td>土星産業</td><td> POCO EDM 3 </td><td></td></tr><tr><td>永久磁石</td><td>マクマスター、カー</td><td> 57315K51 </td><td></td></tr><tr><td>モリブデン板</td><td> Dingqi科学。とテック。 </td><td> 080504〜11 </td><td></td&gt; </tr><tr><td>超音波 dismembrator </td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>モデル150T </td><td></td></tr><tr><td>ホール効果ガウスメーター</td><td> AI </td><td>モデル100 </td><td></td></tr><tr><td>溶接電源</td><td>ミラー電動</td><td>ゴールドスター600SS </td><td></td></tr><tr><td>真空ポンプ</td><td> J / B </td><td> DV - 85N </td><td></td></tr><tr><td> SEM </td><td>ツァイス</td><td> LEO 1430VP </td><td></td></tr><tr><td> TEM </td><td> JEOL </td><td> 1200 EX </td><td></td></tr><tr><td>ラマン</td><td>堀場</td><td> HR800 </td><td></td></tr></tbody></table>

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

このような単層カーボンナノチューブ（SWCNT）とグラフェンなどの炭素ナノ構造体は、分子センサー、電界効果トランジスタと超薄型でフレキシブルな電子デバイス1-4の彼らの非常に有望なアプリケーションに、今日のための学者の関心の大洪水を引き付ける。陽極材料の浸食によってサポートされている陽極アーク放電は、比較的高い温度での開発の構造に特有の非平衡過程と炭素材料の高流入を提供することができる最も実用的かつ効率的な方法のいずれか、およびその結果であるとして、合成された製品は、いくつかの構造欠陥とより良い結晶性を持っている。 さらにアーク放電におけるカーボンナノ構造体の合成の制御性と柔軟性を向上させるために、磁場は、アークプラズマの強力な磁気応答に応じて合成プロセス中に適用することができます。それは、磁気強化アークディッシュことが実証されたARGEは、SWCNT 5の平均の長さを増加させる金属触媒粒子とカーボンナノチューブ6の直径分布を狭くし、金属と半導体カーボンナノチューブ7の比率を変更するだけでなく、グラフェン合成8につながることができます。 さらに、それは我々が弧で現在の法線成分と不均一な磁場を導入すると、J × Bの方向に沿ってローレンツ力は、プラズマジェットを生成し、炭素のイオン粒子の効果的な配信を行うことができるマーキングする価値があると試料への熱流束。その結果、大規模なグラフェンのフレークおよび高純度単層カーボンナノチューブは、同時にそのような新しい磁気強化された陽極アーク法によって生成されました。アークイメージングは​​、電子顕微鏡（SEM）走査型、透過型電子顕微鏡（TEM）およびラマン分光法は、カーボンナノ構造体の特性を分析するために用いられた。これらの知見は示しているアークの条件を制御することによりプラズマで生産ナノ構造の特性と操作する機会の広いスペクトル。

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

陽極アーク放電は、種々の炭素ナノ構造体を合成するための最も実用的かつ効率的な方法のひとつです。アークの制御性と柔軟性を高めるために、不均一な磁場が大規模なグラフェンのフレークおよび高純度単層カーボンナノチューブの一段階合成を処理するために導入されました。

磁気強化アークプラズマにおける単層カーボンナノチューブとグラフェンの同時合成

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

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

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