Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Kéo dài đồng nhất của ống nano carbon nhiều vách do tia điện tử gây ra
Tóm tắt
Các ống nano carbon nhiều vách (MWCNTs) phản ứng như các vật liệu giòn ở nhiệt độ phòng (RT) và gặp sự cố khi chịu bất kỳ sự căng nào để kéo dài. Bằng cách tiếp tục nghiên cứu trước đây của chúng tôi về việc kéo dài không đồng đều do tia điện tử (e-beam) gây ra cho MWCNTs (Khan et al. trong J Phys Condens Matter 30:385302, 2018), ở đây, nghiên cứu cho thấy thông qua việc chiếu xạ vừa phải với cường độ tia điện tử đủ cao, có thể đạt được những kéo dài đồng nhất mạnh mẽ cho các MWCNTs đủ mỏng ở RT, nơi mà sự chảy dẻo đồng nhất của các nguyên tử carbon dọc theo các lớp ống theo hướng trục ống diễn ra với sự khuếch tán đồng nhất vào bên trong của các lớp ống. Nghiên cứu cũng báo cáo các kết quả khớp tốt cho mối quan hệ động lực học định lượng của các hậu quả thời gian co lại dưới độ cong nano, tiết lộ ảnh hưởng chiếm ưu thế của năng lượng bề mặt lớn hơn đáng kể. Những phát hiện này có giá trị cho việc chế biến CNTs và các ống nano thông thường khác để sử dụng trong các thiết bị nano và công nghệ nano.
Từ khóa
#ống nano carbon #tia điện tử #kéo dài đồng nhất #vật liệu giòn #năng lượng bề mặt #công nghệ nanoTài liệu tham khảo
Khan I, Bing H, Huang SL, Wu CX (2018) Multi-walled carbon nanotubes under focused electron beam: metal passivation effect and nanoscaled curvature effect. J Phys Condens Matter 30:385302
Liu B, Ren W, Liu C, Sun CH, Gao L, Li S, Jiang C, Cheng HM (2009) Growth velocity and direct length-sorted growth of short single-walled carbon nanotubes by a metal-catalyst-free chemical vapor deposition process. ACS Nano 3:3421–3430
Treacy MMJ, Ebbesen TW, Gibson JM (1996) Exceptionally high Young’s modulus observed for individual carbon nanotubes. Nature 381:678–680
Wong EW, Sheehan PE, Lieber CM (1997) Nanobeam mechanics: elasticity, strength, and toughness of nanorods and nanotubes. Science 277:1971–1975
Yakobson BI, Brabec CJ, Bernholc J (1996) Nanomechanics of carbon tubes: instabilities beyond linear response. Phys Rev Lett 76:2511–2514
Iijima S (1991) Helical microtubules of graphitic carbon. Nature 354:56–58
Iijima S, Ichihashi T (1993) Single-shell carbon nanotubes of 1 nm diameter. Nature 363:603–605
Hamada N, Sawada S, Oshiyama A (1992) New one dimensional conductors: graphitic microtubules. Phys Rev Lett 68:1579–1581
Sato M (2011) Elastic and plastic deformation of carbon nanotubes. Proc Eng 14:2366–2372
Yu M-F, Lourie O, Dyer MJ, Moloni K, Kelly TF, Ruoff RS (2000) Strength and breaking mechanism of multiwalled carbon nanotubes under tensile load. Science 287:637–640
Arias I, Arroyo M (2008) Size-dependent nonlinear elastic scaling of multiwalled carbon nanotubes. Phys Rev Lett 100:085503
Kim H-I, Wang M, Lee SK, Kang J, Nam J-D, Ci L, Suhr JW (2017) Tensile properties of millimeter long multi-walled carbon nanotubes. Sci Rep 7:9512
Li F, Cheng HM, Bai S, Su G (2000) Tensile strength of single-walled carbon nanotubes directly measured from their macroscopic ropes. Appl Phys Lett 77:3161–3163
Yakobson BI (1998) Mechanical relaxation and ‘‘intramolecular plasticity’’ in carbon nanotubes. Appl Phys Lett 72:918–920
Huang JY, Chen S, Wang ZQ, Kempa K, Wang YM, Jo SH, Chen G, Dresselhauss MS, Ren ZF (2006) Superplastic carbon nanotubes. Nature 439:281
Khan I, Huang SL, Wu CX (2017) Multi-walled carbon nanotube structural instability with/without metal nanoparticles under electron beam irradiation. New J Phys 19:123016
Wittke JH (2006) Class notes: introduction to micro-beam techniques (Northern Arizona University). https://www2.nau.edu/microanalysis/wordpress/index.php/introduction/#Introductorycomments
Banhart F (1999) Irradiation effects in carbon nanostructures. Rep Prog Phys 62:1181–1221
Gulseren O, Yildirim T, Ciraci S (2002) Systematic ab initio study of curvature effects in carbon nanotubes. Phys Rev B 65:153405-1–153405-4
Jiang H, Zhang P, Liu B, Huang Y, Geubelle PH, Gao H et al (2003) The effect of nanotube radius on the constitutive model for carbon nanotubes. Comput Mater Sci 28:429–442
Robertson DH, Brenner DW, Mintmire JW (1992) Energetics of nanoscale graphitic tubules. Phys Rev B 45:12592–12595
Sanchez-Portal D, Artacho E, Soler JM (1999) Ab initio structural, elastic, and vibrational properties of carbon nanotubes. Phys Rev B 59:12678–12688
Ye LH, Liu BG, Wang DS (2001) AB initio molecular dynamics study on small carbon nanotubes. Chin Phys Lett 18:1496–1499
Yakobson BI, Avouris P (2001) Mechanical properties of carbon nanotubes. In: Dresselhaus G, Avouris P (eds) Carbon nanotubes, Topics applied physics, vol 80. Springer, Berlin, Heidelberg, pp 287–327
Tu Z-C, Ou-Yang Z-C (2002) Single-walled and multiwalled carbon nanotubes viewed as elastic tubes with the effective Young’s moduli dependent on layer number. Phys Rev B 65:233407
Dai XB, Merlitz H, Wu CX (2006) Transverse elasticity of multi-walled carbon nanotubes. Eur Phys J B 54:109–112
Zheng H, Liu Y, Mao SX et al (2012) Beam-assisted large elongation of in situ formed Li2O nanowires. Sci Rep 2:1–4
Han X, Zheng K, Zhang Y et al (2007) Low-temperature in situ large-strain plasticity of silicon nanowires. Adv Mater 19:2112–2118
Zheng K, Wang C, Cheng YQ et al (2010) Electron-beam assisted superplastic shaping of nanoscale amorphous silica. Nat Commun 1:24