Tài liệu trình bày về ống nano cacbon, bao gồm định nghĩa, cấu trúc, lịch sử phát triển và các loại ống nano. Nó cũng nêu rõ các tính chất điện, cơ, hóa và nhiệt của ống nano cacbon cùng với các ứng dụng trong năng lượng và linh kiện điện tử. Đặc biệt, ống nano cacbon có khả năng dẫn điện tốt và được sử dụng trong các ứng dụng lưu trữ năng lượng và cảm biến.

1. LOGO

2. LOGO
MỘT SỐ THÔNG TIN CẦN
THIẾT
 Tài liệu công nghệ nano:
http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/S
 https://drive.google.com/folderview?id=0B2JJJMzJbJcwajNX

3. LOGOwww.hcmus.edu.com
Bài báo cáo
Ống nano cacbon là gì?
Lịch sử phát triển
Cấu trúc và phân loại
Tính chất
ứng dụng
ỐNG
NANO CACBON

4. LOGOwww.hcmus.edu.com
Ống nano cacbon là gì?
Các ống cacbon nano
là một dạng thù hình
của cacbon
Ống nano là một loại cấu
trúc fullerene, trong đó cũng
bao gồm cả buckyball.

5. LOGO
Lịch sử phát triển
R.Curl,R.Smalley,H.Kroto
Tìmrafullerene
1985 1991 2002 2014
www.hcmus.edu.com
S.Iijma
TìmraCNT
TạpchíScienceetAvenir
7kỳquanthếgiớinanno
ViệtNamChếtạođươcvậtliệuCNT

6. LOGOwww.website.com
Cấu trúc
Cấu trúc graphit
Có nhiều lớp ở
mỗi lớp các nguyên
tử xếp hình 6 cạnh
-gọi là một lớp
graphen
Liên kết giữa các
Lớp là liên kết Val
Der Vaal
Mỗi nguyên tử C
liên kết cộng hóa
trị với 3 nguyên tử
C gần nhất.

7. LOGO
Cấu trúc ống nano cacbon
www.hcmus.edu.com
Cấu trúc của CNT được
mô tả bằng vecto chu vi
hay vecto Chi Ch biểu
diễn chu vi toàn phần của
ống. Nó được xác định bằng
Ch = na1 + ma2
Với : a1 và a2 là vecto
đơn vị trong mạng sáu cạnh,
n và m là những số nguyên.
Ch định vị cái gọi là
góc Chi là góc giữa Ch và
a1.

8. LOGOwww.hcmus.edu.com
Cấu trúc ống nano cacbon
m=0 or n=0
θ = 300
m=n
θ = 300
m≠n
0<θ <300

9. LOGO
Phân loại
www.hcmus.edu.com
Có 2 loại ống nano cacbon
ống đơn vách ống đa vách

10. LOGO
Tính chất
Điện
Tính chất
cơ
Tính chất
Hóa học
Tính chất
Nhiệt
www.hcmus.edu.com
Tính chất

11. LOGOwww.hcmus.edu.com
Tính chất cơ
Ống nano cacbon chỉ
gồm các nguyên tử
cacbon nên nhẹ và liên
kết giữa các nguyên
tử là liên kết cộng
hóa trị nên rất bền
Tính chất Tính chất cơ

12. LOGOwww.hcmus.edu.com
Độ cứng và độ bền của các cấu trúc ống
Tính chất Tính chất cơ

13. LOGOwww.hcmus.edu.com
Tính chất điện
Độ dẫn điện của
ống nano cacbon
rất phụ thuộc vào
cấu trúc, tức là phụ
thuộc vào (m,n)
Các cách cuộn khác nhau của ống nano cacbon
Sẽ cho tính chất điện của ống khác nhau
Tính chất Tính chất điện

14. LOGOwww.hcmus.edu.com
Cách cuộn graphen để tạo thành ống nano cacbon
có thể dẫn đến tính chất điện của nó giống kim loại
hay bán dẫn
Khi được cuộn lại thành ống, các liên kết C-C vuông góc với trục ống được
hình thành, dẫn đến cấu trúc điện tử của một số loại ống CNTs giống như của các
kim loại dẫn điện tốt như Cu, Au. Các cách cuộn khác nhau của mạng
graphene tạo ra ống với khe năng lượng nhỏ hoặc bằng 0.
Tính chất Tính chất điện

15. LOGOwww.hcmus.edu.com
Tính chất điện
Độ dẫn điện của
ống nano cacbon
cũng bị ảnh hưởng
bởi ngoại lực tác
dụng lên ống.
Dưới tác dụng của ngoại lực những sai hỏng trong
ống xuất hiện và làm thay đổi tính chất điện của ống
Tính chất Tính chất điện

16. LOGOwww.hcmus.edu.com
Những sai hỏng trong cấu trúc của ống ảnh hưởng
đến tính chất điện của ống
Chổ tiếp xúc giữa hai đoạn cấu trúc khác nhau này có tính
chỉnh lưu như ở tiếp xúc p-n bán dẫn.
Tính chất Tính chất điện

17. LOGO
Tính chất
www.hcmus.edu.com
Tính chất nhiệt
Trong vùng nhiệt độ thấp
MWNTs và bó SWNTs với các đường kính khác nhau,
trên các khoảng nhiệt độ khác nhau đều chỉ ra rằng nhiệt
dung riêng phụ thuộc tuyến tính vào nhiệt độ
Nhiệt dung riêng của MWNTs và bó SWNTs phụ thuộc
vào các tương tác giữa các ống trong bó hay các lớp graphene
trong MWNTs và đường kính của chúng.

18. LOGO
 Ở nhiệt độ phòng, độ dẫn nhiệt khoảng 3 x 104 W/m.K và đạt
giá trị cao nhất 4 x 104 W/m.K ở khoảng 100 K. So với
graphite và mạng graphene, ở nhiệt độ thấp độ dẫn nhiệt của
CNTs cao hơn nhiều, nhưng ở nhiệt độ cao độ dẫn nhiệt của
CNTs xấp xỉ bằng.
www.hcmus.edu.com
Trong vùng nhiệt độ phòng và cao
Tính chất Tính chất nhiệt

19. LOGO
 CNTs hoạt động hóa học mạnh hơn so với graphene. Tuy
nhiên, thực tế cho thấy CNTs vẫn tương đối trơ về mặt hóa
học
 CNTs có đường kính càng nhỏ thì hoạt động hóa học càng
mạnh, song hiện tượng tụ đám càng nhiều. Đó là ảnh hưởng
của hiệu ứng kích thước và hiệu ứng bề mặt xảy ra với các vật
liệu nano. Sự tụ đám này làm giảm khả năng hoạt động hóa
học của các ống CNTs. Vì vậy, vấn đề quan trọng là tách bó
CNTs thành các ống riêng rẽ bằng các xử lý lý, hóa phù hợp.
www.hcmus.edu.com
Tính chất Tính chất hóa học

20. LOGO
 Khi áp một điện trường đủ lớn, các điện tử tại bề mặt xuyên
hầm qua hàng rào thế và thoát ra ngoài.
www.hcmus.edu.com
Tính chất Tính chất phát xạ điên tử trường
. tip
V
E
Rα
=
Với E ≈ 108 V/cm, Rtip ≈ 1nm, α ≈ 10 (hệ số) thì V ≈ 10 V.
Tức là, với điện thế khoảng 10 V thì các ống
CNTs đã có thể phát xạ điện tử.

21. LOGOwww.hcmus.edu.com
Ứng dụng Các ứng dụng về năng lượng
 CNTs có khả năng tích trữ năng lượng cao. Tốc độ chuyển tải
điện tử từ cực này sang cực kia với vật liệu CNTs là rất
nhanh. Do đó hiệu suất của các pin nhiên liệu loại này thường
rất cao.
 Hai thành phần có thể tích trữ điện hóa trong CNTs là
hydrogen và lithium.
Vật liệu CNTs có thể tích trữ chất lỏng hoặc khí

22. LOGOwww.hcmus.edu.com
Ứng dụng Ứng dụng trong các linh kiện điện tử
Các thiết bị phát xạ trường điện tử
Đầu dò điện tử
sensor

23. LOGOwww.hcmus.edu.com
Ứng dụng Các vật liệu tổ hợp
Tăng khả năng
Dẫn điện của
polimer dẫn
Thêm vào vật liệu
composite làm chúng
bền và dẻo dai.
Gia cường lớp mạ
crom, làm chúng cứng
và nhẵn hơn.

24. LOGO
www.hcmus.edu.com