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

Detta arbete stöddes av NSF / DOE partnerskap Plasma vetenskap och teknik (NSF Grant No CBET-0.853.777 och DOE Grant Nej DE-SC0001169), STTR fas I-projektet (NSF STTR FAS I No.1010133). Författarna vill tacka de PPPL Offsite Research Program som stöds av Office of Fusion Energy Sciences för att stödja båge experiment.

1. Anod förberedelse <ol><li> Skala nickel pulver (99,8%, 300 mesh) och yttrium pulver (99,9%, 40 mesh) enligt molar radion i 4.2:1 som katalysator pulver. </li><li> Blanda Katalysatorpulver med grafit pulver (99,9995%, 200 mesh) mycket bra. Fyll blandade pulvret i ihåliga grafit spö (5 mm ytterdiameter, 2,5 mm innerdiameter och 75 mm längd) ordentligt. Se till att den totala molära radion i C: NI: Y i anod spö är 94.8:4.2:1, som är optimala förhållandet att syntetisera SWCNT 9. </li><li> Installe...

<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>

I videon bilder som visas i figur 1b och 1d, för det fall att interelectrode gapet var placeras på ett avstånd av ca h = 75 mm från botten av permanent magnet, bör det noteras att byte av magnet position (vi testade magnet skift längs z-axeln och vrida magnet över) resulterar i avvikelse båge jet flödet i x-led motsvarande riktning J × B kraft illustreras i figur 1c. Det kunde också konstatera att geometri båge plasma kolumn ändrade inte genom att ta bort n...

Tabell över specifika reagenser och utrustning: <table border="1"><tbody><tr><th> Reagensets namn </th><th> Företag </th><th> Katalognummer </th><th> Kommentarer (tillval) </th></tr><tr><td> Metanol </td><td> Acros Organics </td><td> 423950010 </td><td></td></tr><tr><td> Pulver </td><td> Alfa Aesar </td><td> 10.581 </td><td></td></tr><tr><td> Yttrium pulver </td><td> Acros Organics </td><td> 318060050 </td><td></td></tr><tr><td> Grafit pulver </td><td> Alfa Aesar </td><td> 40.799 </td><td></td></tr><tr><td> Hollow grafit spö </td><td> Saturnus Industries </td><td> POCO EDM 3 </td><td></td></tr><tr><td> Permanentmagnet </td><td> McMaster-Carr </td><td> 57315K51 </td><td></td></tr><tr><td> Molybden plåt </td><td> Dingqi Sci. och Tech. </td><td> 080.504-11 </td><td></td&gt; </tr><tr><td> Ultraljud dismembrator </td><td> Fisher Scientific </td><td> Modell 150T </td><td></td></tr><tr><td> Hall-effekt gaussmeter </td><td> AI </td><td> Modell 100 </td><td></td></tr><tr><td> Svetsning strömförsörjning </td><td> Miller Electric </td><td> Gold Star 600SS </td><td></td></tr><tr><td> Vakuumpump </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

Carbon nanostrukturer som enkel vägg kolnanorör (SWCNT) och grafen locka en störtflod av intresse för forskare nuförtiden på grund av deras mycket lovande ansökan om molekylära sensorer, field effect transistor och supertunna och flexibla elektroniska enheter 1-4. Anodiska båge utsläpp stöds av erosion av anoden materialet är en av de mest praktiska och effektiva metoder, som kan ge särskilda icke-jämvikt processer och en hög tillströmning av kol material till att utveckla strukturer på relativt högre temperatur, och därmed as- syntetiska produkter har få strukturella brister och bättre kristallinitet. För att ytterligare förbättra kontrollmöjligheterna och flexibiliteten i syntesen av kol nanostrukturer i Arc utsläpp, kan magnetfält tillämpas under syntesen processen enligt starka magnetiska svar båge plasma. Det visade att magnetiskt utökad båge dischARGE kan öka den genomsnittliga längden på SWCNT 5, smala diametern distribution av metalliska katalysatorer partiklar och kolnanorör 6, och ändra förhållandet av metalliska och halvledande kolnanorör 7, samt leda till grafen syntes 8. Dessutom är det värt att påpeka att när vi introducerar en icke-enhetlig magnetfält med komponenten vinkelrätt mot strömmen i ljusbågen kan Lorentz kraft längs J × B riktning generera plasmor jet och göra effektiv leverans av partiklar av kol jon och värmeflödet till prov. Som ett resultat var stora grafen flingor och hög renhet enkel vägg kolnanorör samtidigt som genereras av sådana nya magnetiskt förbättrade anodiska båge metoden. Arc bildbehandling, svepelektronmikroskop (SEM), var transmissionselektronmikroskop (TEM) och Raman-spektroskopi används för att analysera karakterisering av kol nanostrukturer. Dessa resultat tyder på enbrett spektrum av möjligheter att manipulera med egenskaperna hos nanostrukturer tillverkas i plasmor genom att kontrollera bågen förhållanden.

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

Anodiska båge ansvarsfrihet är en av de mest praktiska och effektiva metoder för att syntetisera olika kol nanostrukturer. För att öka bågen styrbarhet och flexibilitet, var en icke-enhetlig magnetfält införts för att bearbeta ett steg syntes av storskaliga grafen flingor och hög renhet enkel vägg kolnanorör.

Samtidig Syntes av Single vägg kolnanorör och grafen i ett magnetiskt utökad Arc Plasma

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

Grafen Beläggningar för biomedicinska implantat

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

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

Lokalisering och relativ kvantifiering av kolnanorör i celler med multispekt flödescytometri

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

Syntes av ett intein medierad Artificiell Protein 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 nanopartiklar Skörd av plasma eller urin för att upptäcka låg förekomst Proteiner

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

Syntes av keratin-baserad nanofiber för medicinsk teknik

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

Engineering Molekylär igenkänning med Bio-mimetiska Polymers på Single vägg kolnanorör

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

Riktade Plasma Membrane Leverans av en hydrofob Cargo inkapslad i en Liquid Crystal nanopartiklar Carrier

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

DNA nanorör som ett mångsidigt verktyg för att studera Semiflexible polymerer

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

Smälta Electrospinning handstil av tredimensionella Poly(ε-caprolactone) ställningar med kontrollerbar morfologier för Tissue Engineering program

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

Microhoneycomb monoliter som utarbetats av den enkelriktade frystorkning av cellulosa Nanofiber baserat Sols: metod och tillägg

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