Nowe nanostruktury węglowe : "cebulki", fulereny - "giganty", kapsułki, "strączki grochu"

Bystrzejewski, M.; Huczko, A.; Lange, H.; Baranowski, P.; Kozubowski, J.; Woźniak, M.; Leonowicz, M.; Kaszuwara, W.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Nowe nanostruktury węglowe : "cebulki", fulereny - "giganty", kapsułki, "strączki grochu"

Autorzy

Bystrzejewski M. , Huczko A. , Lange H. , Baranowski P. , Kozubowski J. , Woźniak M. , Leonowicz M. , Kaszuwara W.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

Identyfikatory

Warianty tytułu

New carbon nanostructures : "onions", "giant" - fullerenes, encapsulates, "peapods"

Języki publikacji

Abstrakty

Carbon is a unique material and the research results have taken the subject forward in many new directions in recent years. In addition to the fullerenes, a new allotropic form of carbon discovered in 1985 and produced in macroscopic amount in 1990, carbon nanotubes were found by Iijima in 1991 in a cathode deposit, formed during DC arcing of graphite anode. Since their discovery, the latter ones have captured the imagination of physicists, chemists and materials scientists alike. They are attracted to carbon nanotubes because of their extraordinary electronic and mechanic properties. Further egzo- and endohedral functionalization of fullerenes resulted in a new class of compounds and heterofullerenes were also produced by substitution of carbon atoms in a cage by other (mostly boron and nitrogen) atoms. Recently new intriguing forms of nanocarbous have been also discovered including carbon onions, encapsulates, filled nanotubes, `peapods', etc. In this review these nanocarbons are presented with the emphasis on production techniques and formation mechanisms, structure characterization and the future fields of application. While carbon are, laser ablation and CCVD (Catalytic Chemical Vapor Deposition) are the main techniques to produce these species, they are also formed under quite ditferent experimental conditions which are presented. When one browses through the carbon literature, some other new forms of spheroidal nanocarbons (e.g. nanoflasks, nonohorns, nanofoams...) also crop up again and again and a brief discussion is given here of these most recently discovered nanostructures.

Słowa kluczowe

nanostruktura węglowa fulereny nanokapsułki

carbon nanostructure fullerenes nanocapsules

Wydawca

Polskie Towarzystwo Chemiczne

Czasopismo

Wiadomości Chemiczne

Rocznik

2004

Tom

[Z] 58, 3-4

Strony

163--201

Opis fizyczny

Bibliogr. 124 poz.,rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bystrzejewski M.

Pracownia Chemii Plazmy, Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski, ul. Pasteura 1, 02-093 Warszawa

autor

Huczko A.

ahuczko@chem. uw. edu.pl

Pracownia Chemii Plazmy, Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski, ul. Pasteura 1, 02-093 Warszawa

autor

Lange H.

Pracownia Chemii Plazmy, Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski, ul. Pasteura 1, 02-093 Warszawa

autor

Baranowski P.

Pracownia Chemii Plazmy, Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski, ul. Pasteura 1, 02-093 Warszawa

autor

Kozubowski J.

Zakład Podstaw Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa,

autor

Woźniak M.

Zakład Podstaw Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa,

autor

Leonowicz M.

Zakład Materiałów Konstrukcyjnych i Funkcjonalnych, Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Kaszuwara W.

Zakład Materiałów Konstrukcyjnych i Funkcjonalnych, Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

Bibliografia

[1] E. Regis, Nano technologia. Narodziny nowej nauki, czyli świat cząsteczka po cząsteczce, Wydawnictwo Prószyński i S-ka, Warszawa 2001.
[2] M. Gibbs, Materials Today, July/August 2003, 64.
[3] G. Marsh, Materials Today, July/August 2003, 40.
[4] A. Huczko, Fulereny. Nobel za węglowe piłeczki, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003.
[5] W. Przygocki, A. Włochowicz, Fulereny i Nanorurki. Właściwości i zastosowanie, WNT, Warszawa 2001.
[6] A. Huczko, Full. Sci. Tech., 1997, 5, 1091.
[7] J Henry, J. Scott, S.A. Majetich, Phys. Rev. B, 1995, 52, 12564.
[8] H.C. Dorn. S. Stevenson, J. Craft, F. Cromer, J. Duchamp, G. Rice, T. Glass, K. Harich, P.W. Fowler, T. Heine, E. Hajdu, R. Bible, M.M. Olmstead, K. Maitra, A.J. Fisher, A.L. Balch, AIP Conference Proceedings, 544, Melville, New York, 2000, p. 135.
[9] X. Zhao, Y. Ando, Y. Liu, M. Jinno, M. Jinno, T. Suzuki, Phys. Rev. Lett., 2003, 90, 187401
[10] S. Wei, B.C. Guo, J. Purnell, S. Buzza, A.W. Castleman, Science, 1992, 256, 818.
[11] D. Ugarte, Chem. Phys. Lett., 1993,207,473.
[12] X. Xu, Y. Wang, W. Li, Sol. State Comm., 1994, 89, 89.
[13] D. Ugarte, Nature, 1992,359, 707.
[14] M. Zhang, D.W. He, L Ji, B.Q. Wei, D.H. Wu, X.Y. Zhang, Y.F. Xu, W.K. Wang, Nanostructured Materials, 1998,10,291.
[15] D. Tomanek, W. Zhong, E. Kraster, Phys. Rev. B, 1993,48, 15461.
[16] S. Ihara, S. Itoh, J. Kitakami, Phys. Rev. B, 1993,48, 5637.
[17] J.L. Morgan-Lopez, K.H. Bennenmann, M. Cabrera-Trujillo, J. Dorantes-Davila, Solid Slate Comm., 1994, 89, 977.
[18] J.P. Lu, W. Yang, Phys. Rev. B, 1994,49, 11421.
[19] K.R. Bates, G.E. Scusiera, Theor. Chem. Acc., 1998, 99, 29.
[20] B-C. Wang, H-W Wang, J-C Chang, H-C Tso, Y-M Chou, Theochem, 2001, 540, 171.
[21] W.A. de Heer, D. Ugarte, Chem. Phys. Lett., 1993,207,480.
[22] E. Osawa, IV-th Inter. Workshop Fullerens and Atomic Clusters, July I -5, 1999, St. Petersburg, Russia, Conference Proceeding, p. 13.
[23] V.Z. Mordkovich, A.G. Umnov, T. Inoshita, M. Endo, Carbon. 1999, 37, 1855.
[24] T. Cabioc’h, J.P. Riviere, J. Delafond, J. Mater. Sci., 1995, 30, 4787.
[25] J.L. Kaae, Carbon, 1985, 23, 39.
[26] D. Goldberg, Y. Bando, K. Kurashima, T. Sasaki, Carbon, 1999, 37, 293.
[27] J.B. Howard, K.D. Chowdhury, J.B. Vander Sande, Nature, 1994, 370, 603.
[28] X.H. Chen, F.M. Deng, J.X. Wang, H.S. Yang, G.T. Wu, X.B. Zhang, J.C. Peng, W.Z. Li, Chem. Phys. Lett., 2000,336,201.
[29] R. Selvan, R. Unnikrishman, S. Ganapathy, T. Pradeep, Chem. Phys. Lett., 2000, 316, 205.
[30] L. Margulis, G. Salitra, R. Tenne, M. Talianker, Nature, 1993,365, 113.
[31] Y. Feldman, E. Wasserman, D.J. Srolovitz, R. Tenne, Science, 1995, 267, 222.
[32] D.J. Srolovitz, S.A. Safran, M. Homyonfer, R. Tenne, Phys. Rev. Lett., 1995, 74, 1779.
[33] F. Banhart, P.M. Ajayan, Nature, 1996, 382,433.
[34] F. Banhart, Ph. Redlich, P.M. Ajayan, Chem. Phys. Lett., 1998, 292, 554.
[35] Y. Saito, Carbon, 1995,33, 979.
[36] S. Seraphin, D. Zhou, J. Jiao, J. Appl. Phys., 1996, 80, 2097.
[37] S. Seraphin, J. Electrochem. Soc., 1995, 141, 290.
[38] R. Seshardi, R. Sen, G.N. Subbana, K.R. Kannan, C.N.R. Rao, Chem. Phys. Lell., 1994, 231,308.
[39] Y. Yosida, S. Shida, T. Ohsuna, N. Shiraga, J. Appl. Phys., 1994, 76,4533.
[40] H. Zhang, J. Chen, Y. He, X. Xue, S. Peng, Mater. Chem. Phys., 1998, 55, 167.
[41] Y. Saito, T. Yoshikawa, M. Okuda, N. Fujimoto, S. Yamamuro, K. Wakoh, K. Sumiyama, K. Suzuki, A. Kasuya, Y. Nishina, J. Phys. Chem. Solids, 1993, 54, 1849.
[42] M.E. McHenry, S.A. Majetich, J.O. Artman, M. DeGracf, S.W. Staley, Phys. Rev. B, 1994, 49, 11358.
[43] Y Saito, T. Yoshikawa, M. Okuda, N. Fujimoto, S. Yamamuro, K. Wakoh, K. Sumiyama, K. Suzuki A. Kasuya, Y. Nishina, J. Appl. Phys., 1994, 75, 134.
[44] X.L. Dong, Z.D. Zhang, Q.F. Xiao, X.G. Zhao, Y.C. Chuang, S.R. Jin, W.M. Sun, Z.J. Li, X Cheng, H. Yang, J. Mater. Sci., 1998,33, 1915.
[45] X L. Dong, Z.D. Zhang, S.R. Jin, B.K. Kim, J. Appl. Phys., 1999,86,6701.
[46] X L. Dong, Z.D. Zhang, S.R. Jin, W.M. Sun, X.G. Zhao, Z.J. Li, Y.C. Chuang, J. Mater. Res., 1999, 14, 1782.
[47] P-Z Si, Z-D Zhang, D-Y Geng, C-Y You, X-G Zhao, W-S Zhang, Carbon, 2003,41,247.
[48] M. Leonowicz, Y.M. Shulga, M. Wozniak, Wei Xie, Carbon in print.
[49] G.L. Zhang, E.H. du Marchie van Voorthuysen, K. Szymański, G. Boom, M.G.M. Verwerft, H.T. Jonkman, L. Niesen, II Nuovo Cimento, 1996,180(2/3), 281.
[50] J. Jiao, S. Seraphin, J. Appl. Phys., 1998,83 (5), 2442.
[51] H. Huang, S. Yang, G. Gu, J. Phys. Chem. B, 1998,102, 3420.
[52] J.J. Host, M.H. Teng, B.R. Elliot, J-H Hwang, T.O. Mason, D.L. Johson, V.P. Dravid, J. Mater. Res., 1997, 12, 1268.
[53] V.P. Dravid, J.J. Host, M.H. Teng, B. Elliot, J. Hwang, D. L. Johnson, T.O. Mason, J.R. Weertman, Nature, 1995,374, 602.
[54] J-M Bonard, S. Seraphin, J-E Wegrowe, J. Jiao, A. Chatelain, Chem. Phys. Lett, 2001,343, 251.
[55] H. Lange, M. Sioda, A. Huczko, Y.Q. Zhu, H.W. Kroto, D.R.M. Walton, Carbon, 2003,41, 1617.
[56] Y. Saito, K. Nishikubo, K. Kawabata, T. Matsumoto, J. Appl. Phys., 80, 1996, 3062-7.
[57] M. Bystrzejewski, A. Huczko, H. Lange, J. Kozubowski, M. Woźniak, M. Leonowicz, W. Kaszuwara, EMRS 2003 Fall Meeting, September 15-19, Warsaw, Poland, Conference Proceedings, p. 200.
[58] H. Lange, P. Baranowski, A. Huczko, P. Byszewski, Rev. Sci. Instrum., 1997, 68,3723.
[59] J. Jiao, S. Seraphin, J. Phys. Chem. Sol., 2000, 61, 1055.
[60] Z. Y. Zhong, H. Chen, S. Tang, J. Ding, J. Lin, K. Lee Tan, Chem. Phys. Lett., 2000,330,41.
[61] R.L. Vander Wal, T.M. Ticich, V.E. Curtis, J. Phys. Chem. B, 2000, 104, 1606.
[62] S.A. Majetich, J.H.J. Scott, Fullerens, 1996, Vol. 3, Proc. Vol. 96-10, 673.
[63] S.C. Tsang, J.Q. Qiu, P.J.F. Harris, Q.J. Fu, N. Zhang, Chem. Phys. Lett., 2000,322,553.
[64] G.E. Gadd, M Collela, M. Blackford, A. Dixon, P.J. Evans, Full. Sci. Tech., 2000, 8, 65-76.
[65] W. Wu, Z. Zhu, Z. Liu, Carbon, 2003,41,309.
[66] W. Wu, Z. Zhu, Z. Liu, Y. Xie, J. Zhang, T. Hu, Carbon, 2003,41,317.
[67] S. Bandovv, Y. Saito, Jpn. J. Appl. Phys., 1993,32, L 11677.
[68] Y. Saito, M. Okuda, T. Yoshikawa, S. Bandow, S. Yamamuro, K. Wakoh, K. Sumiyama, K. Suzuki, Jpn. J. Appl. Phys., 1994, 33, LI86.
[69] Y. Saito, T. Matsumoto, K. Nishikubo, Carbon, 1997,35, 1757.
[70] Y. Saito, T. Matsumoto, K. Nishikubo, J. Cryst. Growth, 1997,172, 163.
[71] J.P. Hare, W.K. Hsu, H.W. Kroto, A. Lappas, K. Prassides, M. Terrones, D.R.M. Walton, Chem. Mater., 1996, 8, 6.
[72] P. Ball, Nature, 1993,361, 297.
[73] H. Funasaka, K. Sugiyama, K. Yamamoto, T. Takahashi, Chem. Phys. Lett., 1995, 236,277.
[74] R.S. Ruoff, D.C. Lorents, B. Chan, R. Malhotra, S. Subramoney, Science, 1993,259, 346.
[75] Y. Yosida, Appl. Phys. Lett., 1993, 62(26), 3447.
[76] E. Pasqualini, P. Adelfang, M. Nuez Requiero, J. Nucl. Mater., 1996,231, 173.
[77] B. Diggs, A. Zhou, C. Silva, S. Kirkpatrick, N. T. Nufher, M. E. McHenry, D. Petasis, SA. Majetich, B. Brunett, J.O. Artman, S.W. Staley, J. Appl. Phys., 1994, 75, 5879.
[78] Y. Saito, M. Okuda, T. Yoshikawa, A. Kasuya, Y. Nishina, J. Phys. Chem., 1994, 98,6696.
[79] J. Li, C. Liu, B. Zhao, Y. Lin, Z. Deng, J. Magn. Magn. Mater., 1999,195,470
[80] N.S. Kopelev, V. Chechersky, A. Nath, Z.L. Wang, E. Kuzmann, B. Zhang, G.H. Via, Chem. Mater., 1995, 7, 1419.
[81] P.J.F. Harris, S.C. Tsang, Chem. Phys. Lett., 1998,293, 53.
[82] D. Zhou, S. Seraphin, J.C. Withers, Chem. Phys. Lett., 1995, 234, 233.
[83] T. Oku, J. Niihara, K. Suganuma, J. Mater. Chem., 1998, 8, 1323.
[84] T. Oku, T. Hirata, N. Motegi, R. Hatakeyama, N. Sato, T. Mieno, N.Y. Sato, H. Mase, M. Niwano, N. Miyamoto, J. Mater. Res., 2000, 15, 2182.
[85] Y.Q. Zhu, H.W. Kroto, D.R.M. Walton, H. Lange, A. Huczko. Chem. Phys. Lett., 2002, 365,457.
[86] K. Suenaga, F. Willaime, A. Loiseau, C. Colliex, Appl. Phys. A, 1999, 68, 301.
[87] T. Oku, T. Hirano, M. Kuno, T. Kusonose, K. Niihara, K. Suganuma, Mater. Sci. Eng., 2000, B74, 206.
[88] W. Terrones, N. Grobert, W.K. Hsu, Y.Q. Zhu, W.B. Hu, H. Terrones, J.P. Hare, H.W. Kroto, D.R.M. Walton, MRS Bulletin, August 1999, 43.
[89] Y.K. Chen, M.L.H. Green, S.C. Tsang, Chem. Commun., 1996, 2489.
[90] A. Loiseau, H. Pascard, Chem. Phys. Lett., 1996, 256, 246.
[91] G.L. Zhang, F. Ambe, E.H. du Marchie Van Voorthuysen, L. Niesen, K. Szymanski, J. Appl. Phys., 1996, 579.
[92] W. Han, P. Redlich, F. Emst, M. Ruhle, Appl. Phys. Lett., 2000, 76,652.
[93] A.A. Setlur, J.Y. Dai, J.M. Lauerhaas, R.P.H. Chang, Carbon, 1998, 36, 721.
[94] C.-C. Chen, C.-C. Yeh, C.-H. Liang, C.-C. Lee, C.-H. Chen, M.-Y. Yu, H.-L. Liu, L.C. Chen, Y.-S. Lin, K.-J. Ma, K.H. Chen, J. Phys. Chem. Solids, 2001, 62, 1577.
[95] F. Stercel, N.M. Menes, J.E. Fischer, D.E. Luzii, Materials Research Society Symposium Proceedings, 2002, Vol. 706, Z7.8.I-Z.7.8.6
[96] B.W. Smith, M. Monthioux, D.E. Luzii, Nature, 1998, 396, 323.
[97] B.W. Smith, M. Monthioux, D.E. Luzii, Chem. Phys. Lett., 1999,315, 31.
[98] B.W. Smith, D.E. Luzii, Chem. Phys. Lett., 2000, 321, 169.
[99] B.W. Smith, R.M. Russo, S.B. Chikkannanavar, D.E. Luzzi, J. Appl. Phys., 2002, 91, 9333.
[100] B.W. Smith, D.E. Luzzi, Y. Achiba, Chem. Phys. Lett., 2000,331, 137.
[101] H. Kuzmany, R. Pfeiffer, C. Kramberger, T. Pichler, X. Liu, M. Knupfcr, J. Fink, H. Kataura, Y. Achiba, B.W. Smith, D.E. Luzzi, Appl. Phys. A, 2003,76, 449.
[102] D.J. Hornbaker, S.-J. Kahng, S. Misra, B.W. Smith, A.T. Johson, E.J. Meie, D.E. Luzzi, A. Yazdani, Science, 2002, 295, 828.
[103] A. Yazdani, E.J. Meie, Appl. Phys. A, 2003, 76,469.
[104] T. Okazaki, T. Shimada, K. Suenaga, Y. Ohno, T. Mizutani, J. Lee, Y. Kuk, H. Shinohara, Appl. Phys. A, 2003, 76,475.
[105] P.W. Chiu, S.F. Yang, S.H. Yang, G. Gu, S. Roth, Appl. Phys. A, 2003, 76, 475.
[106] S. Liu, X. Tang, L. Yin, Y. Koltypin, A. Gedanken, J. Mater Chem., 2000, 10, 1271.
[107] Y. Liu, W. Hu, X. Wang, C. Long, J. Zhang, D. Zhu, D. Tang, S. Xic, Chem. Phys. Lett., 2000, 331,31.
[108] K. Mizayawa, NIMS, Vol. 1, No. 3, August 2003.
[109] S. Iijima, M. Yudasaka, R. Yamada, S. Bandow, K. Suenaga, F. Kokai, K. Takahashi, Chem. Phys. Lett., 1999,309, 165.
[110] A. Krishnan, E. Dujardin, M.M.J. Treacy, J. Hugdahl, S. Lynum, T.W. Ebbescn, Nature, 1997,338, 451.
[111] P.M. Ajayan, J.M. Nugent, R.W. Siegel, B. Wei, Ph. Kohler-Redlich, Nature, 2000, 404, 243.
[112] Y. Saito, T. Matsumoto, Nature, 1998,392,237.
[113] Y. Ando, X. Zhao, M. Ohkohchi, Carbon, 1997, 35(1), 153.
[114] A.V. Rode, E.G. Gamaly, R.G. Elliman, A.S. Kheifets, B. Luther-Davies, CP 486, Electronic Properties of Novel Materials-Science and Technology, of Molecular Nanostructures, 1999.
[115] Z C. Kang, Z.L. Wang, J. Phys. Chem., 1996, 100, 5163
[116] Z.L. Wang, J.S. Yin, Chem. Phys. Lett., 1998,289, 189.
[117] S.C. Tsang, P.J.F. Harris, J.B. Claridge, M.L.H. Green, J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1993,1519.
[118] G. Gundiah, A. Govindaraj, C.N.R. Rao, Mat. Res. Bull., 2001, b 1751.
[119] X.H. Chen, H.S. Yang, G.T. Wu, M. Wang, F.M. Deng, X.B. Zhang, J.C. Peng, W.Z. Li, J. Cryst. Growth, 2000, 218, 57.
[120] O. P. Krivoruchko, N. I. Maksimova, V. I. Zaikovskii, A. N. Salanov, Carbon, 2000,38, 1075.
[121] X. Chen, S. Motojima, J. Mater. Sci., 1999, 34,3581.
[122] C. Moschel, A. Reich, W. Assenmacher, I. Loa, M. Jansen, Chem. Phys. Lett., 2001,335, 9.
[123] Y. Gogotsi, J.A. Libera, N. Kalashnikov, M. Yoshimura, Science, 2000,290, 317.
[124] M. Sioda, P. Baranowski, H. Lange, Acta Agrophysica, 2002, 80, 25.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BUS2-0006-0017