Sách điện tử: Ứng Dụng Công Nghệ Nano

082007

ASTET CO.,LTD


Bùi Hùng Thng

NG DNG NG
NANÔ CÁCBON
Cun sách giúp chúng ta tìm hiu v mt s ng dng ca vt liu ng
nanô cácbon
ASTETCo.,Ltd 082007

NG DNG NG NANÔ CÁCBON Page1

Bùi Hùng Thng


NG DNG
NG NANÔ CÁCBON



8-2007
ASTETCo.,Ltd 082007

NG DNG NG NANÔ CÁCBON Page2

Lu tr hydro trong ng nanô cácbon

Hydro cha trong các ng nanô cácbon
Vi hiu sut nng lng cao và không gây ô nhim môi
trng, hydro đang có trin vng là ngun nng lng sch cho
tng lai. Tuy nhiên vic lu tr hydro mt cách hiu qu, kinh t
và an toàn cng là mt bài toán khó hin nay. Nhng công b gn
đây đ cp đn kh nng lu tr hydro ca CNTs đã m ra kh
nng s dng CNTs làm ngun tích tr hydro. Vi cu trúc hình
ASTETCo.,Ltd 082007

NG DNG NG NANÔ CÁCBON Page3

tr rng và kích thc nanô mét, CNTs có th tích tr hydro dng
lng hoc dng khí thông qua hiu ng mao dn. S hp th này
đc gi là hp th vt lý [3].
Làm siêu t đin (Electrochemical supcapacitors)
Siêu t đin có đin dung ln và có nhiu kh nng ng dng
trong các thit b đin t. Dung lng ca mt t đin ph thuc
vào s
phân tách đin tích trên hai đin cc và đin tích trái du
trong cht đin phân. Vi cu trúc rng và din tích b mt ln
ca CNTs (khong 1000g/cm
2
) [8], nên khi áp mt đin th nh
vào thì mt lng ln các đin tích đc tiêm vào. Các đin tích
tiêm này đc dùng đ tích tr nng lng trong siêu t đin ng
nanô. Nhiu tác gi đã chng minh là có th ch to siêu t đin

vi đin dung đt đc t 15 F/g(CNT) đn 200 F/g(CNT). Loi
t này hot đng đc  nhit đ cao đ
n 350
o
C và nu ch to
bng ng nanô cácbon đn tng thì có th hot đng đn 1000
o
C
[1].
Vt liu dn nhit
ng nanô cácbon có kh nng dn nhit rt tt, do vy đã có
nhiu nghiên cu ch to nhng vt liu composite gia polyme
ASTETCo.,Ltd 082007

NG DNG NG NANÔ CÁCBON Page4

hay epoxy vi ng nanô cácbon đ tng kh nng dn nhit. iu
này vô cùng quan trng trong công ngh vi đin t, nhng chip x
lý vi tc đ cao s ta nhit càng mnh, vn đ ta nhit cho chip
luôn là mt bài toán khó cho các hãng sn xut.
Linh kin đin t vi vt liu CNTs
Thit b phát x đin t trng
Nu mt v
t rn chu mt đin trng cao, các electron gn
mc Fermi có th b tách ra t vt rn bi hiu ng tunnel qua
hàng rào th. Dòng phát x này ph thuc vào cng đ ca đin
trng cc b  b mt phát x và công thoát (tc là nng lng
cn thit đ tách ra mt electron t trng thái cao nht trong mc
chân không). Thông thng đin trng
đa vào phi rt cao mi

có th phát x đc đin t. ng nanô cácbon đáp ng đy đ các
điu kin này, bi vì CNTs có hình dng kéo dài và đng kính
nh bo cho phép to ra hiu ng khuch đi trng ln [1, 14].
Trong ng dng công ngh này, vt liu phát x s có mt trng
ngng phát x thp và đ bn cao  mt đ dòng ln. Hn na,
b phát x lý tng yêu cu phi có mt đng kính kích thc
nanô mét, cu trúc hoàn ho, dn đin tt, mt mát nng lng ít
ASTETCo.,Ltd 082007

NG DNG NG NANÔ CÁCBON Page5

và trng thái bn hóa hc cao. ng nanô cácbon có tt c các tính
cht này. Tuy nhiên, vic s dng các ng nanô cho các ng dng
ph thuc mnh vào trng thái dn và phát x ca ng nanô trong
quá trình ch to và các điu kin tng hp. Các ng dng s
dng vt liu CNTs nh: màn hình hin th phng (flat panel
displays), các ng khí phóng đin trong mng telecom, súng đin
t cho các kính hin vi đi
n t, tip AFM, và các b khuch đi vi
sóng [1].
Transistors

Mt ng nanô bán dn tip xúc vi hai đin cc.  Si đc ph
mt lp SiO
2
dày 300 nm , hot đng nh mt back-gate
Ngi ta có th s dng ng CNTs nh là kênh dn trong
tranzitor trng đc ch ra trên hình.
ASTETCo.,Ltd 082007

NG DNG NG NANÔ CÁCBON Page6

u dò Nano và thit b cm bin

AFM s dng tip Si (a) và AFM s dng đu tip bng
MWCNTs (b)
Do tính mm do, kích thc bé và dài nên các ng nano
cng có th đc s dng trong các thit b đu dò quét. Khi các
tip MWNTs dn đin, chúng có th đc s dng trong STM và
AFM. u đim ca loi đu dò này là làm tng đ phân gii gp
nhiu ln so vi các tip Si hoc các tip kim loi thông thng và
không phá mu do CNTs đ đàn hi cao. Tuy nhiên, do các 
ng
CNTs này khá dài, dn đn s dao đng ca ng trên đu dò có
th làm sai lch phép đo. Ngoài ra, cách đ điu khin ng nanô
cácbon mc đnh hng trên đu dò là rt khó khn. Vì vy vn đ
quan trng là mc các ng ngn có điu khin.
C
ASTETCo.,Ltd 082007

NG DNG NG NANÔ CÁCBON Page7

Thit b phát x đin t và hin th
Vi kích thc nh, CNTs là mt ngun phát x đin t lí
tng. Ch cn mt đin th nh 1÷3 V  khong cách 1m CNTs
đã có th phát x đin t. Vi đc tính này, CNTs to ra tim nng
ng dng làm ngun phát x đin t trong các thit b hin th. u
đim ni tri nht ca màng hin th s dng CNTs làm ngun
phát x so vi màng hin th tinh th lng là: đ sáng cao, góc nhìn
rng, tc đ nhanh, và tiêu tn nng lng rt thp.

Màn hin th 5 inch s dng CNTs làm ngun phát x
do Motorola ch to
ASTETCo.,Ltd 082007

NG DNG NG NANÔ CÁCBON Page8

Vt liu composite
Composite là mt hng ng dng quan trng ca ng
nanô cácbon. Do ng nanô cácbon là vt liu siêu cng, siêu
bn và dn đin tt, do đó khi các vt liu polymer đc gia
cng thêm ng nanô cácbon thì các tính cht c hc, tính cht
đin ca polymer cng đc ci thin.
Mt trong nhng sn phm composite ca CNTs đó là mt
chic xe đp vi khi lng ch
 0,9kg.

Chic xe đp làm t CNTs
ASTETCo.,Ltd 082007

NG DNG NG NANÔ CÁCBON Page9



Hình nh chi tit xe đp làm t CNTs

ASTETCo.,Ltd 082007

NG DNG NG NANÔ CÁCBON Page10

Cm bin sinh hc
Các nhà khoa hc thuc NASA nghiên cu và phát trin loi
cm bin sinh hc theo mt hng đc bit. H gn hàng triu các
CNTs có kích thc t 30 - 50 nano mét lên b mt ca mt con
chip silicon. Khi các ng nano có gn DNA đc nhúng vào mt
dung dch trong đó có vô s nhng phân t DNA đc th sn vào
dung dch này t trc, thì DNA trên con chip hút nhng phân t
trong trong dng dch và t tng thêm sut d
n đin. Bng cách
này các nhà khoa hc hy vng rng có th to ra mt thit b cm
bin đa nng.

Cm bin sinh hc t CNTs do NASA sn xut
ASTETCo.,Ltd 082007

NG DNG NG NANÔ CÁCBON Page11

Tài liu đc cung cp min phí bi ASTET Co., Ltd
CÔNG TY TNHH KHOA HC CÔNG NGH VÀ GIÁO DC ÀO TO
THIÊN THN
ANGEL SCIENCE TECHNOLOGY AND EDUCATION TRAINING
CO.,LTD
Vit tt: ASTET CO.,LTD
Website: www.thienthancompany.com
Email:
Phone: 0985175655