Большой и важный раздел нанохимии углеродистых трубок составляет получение различных функциональных групп на их боковых поверхностях. Подобный процесс можно осуществить при длительной обработке трубок кислотами, при этом поведение однослойных нанотрубок зависит от способа их получения.
С поверхности трубки функциональные группы можно удалить нагреванием, начиная с температуры выше 623К.
Считается, что прямое протонирование одностеночных углеродных нанотрубок связано с образованием оболочки из кислого слоя, который облегчает процесс последующего растворения трубки. Применение рентгенографии показало, что углеродистая нанотрубка может выполнить функции темплата для кристаллизации серной кислоты. Этот факт рассматривается как прямое доказательство протонирования нанотрубки.
Для использования углеродистых нанотрубок важно получение из них гомогенных дисперсий. Для этого одностеночные трубки оборачивают полимерами, например поливинилпирролидоном или поли(ариленэтиниленом). Для растворения нанотрубок использовано и протонирование суперкислотами. Показано также, что при восстановлении однослойных трубок щелочными металлами образуются полиэлектролитные соли, растворимые в полярных растворителях типа диметилсульфоксида.
Проведено исследование с разрешением приблизительно 15 нм наноразмерных колебаний одностеночных углеродных нанотрубок, полученных в разделе дуги и методом химического осаждения.
Методом струевого линейного дихроизма (дифференциальная адсорбция поляризованного света, параллельно и перпендикулярно ориентированного к направлению струи) исследованы структурные взаимодействия с углеродными нанотрубками антрацена, нафталина и молекул ДНК. Найдены различия во взаимодействиях при параллельной и перпендикулярной ориентации ароматических молекул по отношению к нанотрубке.
Присоединение функциональных групп к боковым поверхностям углеродных трубок используют для придания различных функций зондам атомно - силовых микроскопов. При этом наилучшие результаты получаются при использовании газов. Модифицированные подобным образом зонды можно применять для изучения поверхности слоёв с гидроксильными группами.
Для модификации боковых поверхностей трубки активно используют фторирование. Обнаружено, что фторирование углеродных трубок при температуре Т ≤325˚С обратимо. При взаимодействии фторированных трубок с безводным гидразином атомы фтора удаляются и первоначальная структура трубки восстанавливается. Если фторирование проводят при температуре 400˚С, то структура не восстанавливается.
При длительном, до 7 суток, фторировании парами BrF3 многослойных трубок и наночастиц, полученных с использованием дуги, образуются частицы С2F трубчатой или квазисферической формы. С увеличением глубины фторирования диаметр трубок и межслоевые расстояния растут, и при достижении некоторой критической глубины внешне слои разворачиваются и образуются многослойные плоские частицы.
Применение углеродных нанотрубок в качестве матриц позволило получить частицы меди с узким распределением по размерам. Исходные трубки с различным диаметром от 5-10 до 25-35 нм синтезировали каталитическим пиролизом метана. Изменяя концентрацию соли меди в водном растворе и отношение медь-трубка, получали после восстановления водородом либо наночастицы, либо нанопроволоки меди. Наименьший размер частиц меди (5-10 нм) достигался при низких концентрациях соли меди в растворе. Увеличение концентрации соли способствовало образованию нанопроволок меди диаметром от 100 нм до 5 мкм и длиной до сотен микрон.
При копировании текста будьте любезны указывать источник:
[ По материалам сайта NeoTechProduct.ru ]