Oxigénnel dópolt szén-nanocsövek szerkezete és stabilitása
A szén-nanocsövek kiváló mechanikai, elektronikus és optikai tulajdonságaik miatt felfedezésük óta a nano-tudományos kutatások kiemelt anyagai közé tartoznak. A nanocsövek szerkezete és tulajdonságai jelentősen befolyásolhatók heteroatomok nanocsövek falába való építésével, úgynevezett dópolással. A dópolt nanocsövek gyakran az eredetitől teljesen eltérő optikai és elektronikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Az irodalom számos heteroatom beépítésére tett sikeres kísérletről számol be, azonban mindeddig nem sikerült szisztematikusan oxigénatomokat a falba építeni a nanocsövek szintézise közben, mindössze kész nanocsövek falait sikerült oxidálni.
Kutatómunkám célja képet adni azon stabil, oxigénnel dópolt szerkezetekről, amelyek szintézise és alkalmazása kiemelt stabilitásuk miatt nagyobb jelentőséggel bírhat. Munkám első fázisában sűrűségfunkcionál-alapú számításos kémiai módszerekkel megvizsgáltam, mely oxigént tartalmazó szerkezeti elemek és kötéstípusok preferáltak a stabilitás szempontjából. Eredményeim alapján kiemelt stabilitást jelent az oxigénatom C-O-C kötés formájában való beépítése. Ez alapján létrehoztam két olyan szerkezetet, amelyek több ilyen C-O-C típusú kötést tartalmaznak egy gyűrűs vázban. Az így kapott szerkezetek termikus stabilitását empirikus reaktív erőtérben végzett számításokkal vizsgáltam. Eredményeim alapján a dópolt nanocsövek magas hőmérsékleten is stabilisnak bizonyultak. Megvizsgáltam továbbá a gyűrűs váz komplexálási lehetőségeit is, mely lehetőséget teremthet új ion-szelektív elektródok kifejlesztésére.
A jelen munka hozzájárulhat annak a hosszú folyamatnak az elindításához, amely oxigénnel dópolt nanocsövek szintézisét és alkalmazását célozza, ezzel lehetővé téve a mikroelektronika és katalizátortechnika eszköztárának bővítését.
szerző
-
Faragó Endre Zoltán
Vegyészmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Veszprémi Tamás
egyetemi tanár, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék -
Dr. Höltzl Tibor
fejlesztőmmérnök, FETI KFT (külső)
