Tổng hợp, nghiên cứu tính chất và ứng dụng vật liệu ống nano đơn tường, đa tường

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU

NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
VIỆT NAM-CỘNG HÒA PHÁP


BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG VẬT
LIỆU ỐNG CÁC BON NANO ĐƠN TƯỜNG, ĐA TƯỜNG
Mã số đề tài:




Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Vật liệu
Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Phan Ngọc Minh






8397


Hà Nội - 2010

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU

NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
VIỆT NAM-CỘNG HÒA PHÁP


BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG VẬT
LIỆU ỐNG CÁC BON NANO ĐƠN TƯỜNG, ĐA TƯỜNG
Mã số đề tài:


Chủ nhiệm đề tài: Cơ quan chủ trì đề tài:






PGS.TS. Phan Ngọc Minh PGS.TS.Nguyễn Quang Liêm

Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ

Hà N
ộ
i - 2010
VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU
__________________
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà Nội, ngày tháng năm 2010


BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên đề tài/dự án: Tổng hợp, nghiên cứu tính chất và ứng dụng vật liệu
ống các bon nano đơn tường, đa tường
Mã số đề tài:
Thuộc chương trình: nhiệm vụ hợp tác quốc tế về khoa học và công
nghệ theo Nghị định thư Việt Nam-CH Pháp
2. Chủ nhiệm đề tài/dự án:
Họ và tên: Phan Ngọc Minh
Ngày, tháng, năm sinh: 1/9/1969 Giới tính: Nam
Học hàm, học vị: PGS.TS. Vật lý và Công nghệ
Chức danh khoa h
ọc: Nghiên cứu viên chính
Chức vụ: Phó trưởng ban kế hoạch tài chính, Viện Khoa học và Công
nghệ Việt Nam

Điện thoại cơ quan: 37916482
Điện thoại nhà riêng: 2516366
Điện thoại di động: 0904177339
E-mail:
Tên tổ chức đang công tác: Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Địa chỉ tổ chức: 18 đường Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội
Địa chỉ nhà riêng: Phòng 077, nhà I9, Thanh Xuân Bắc, Thanh Xuân,
Hà Nội

3. Tổ chức chủ trì đề tài/d
ự án:
Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và
Công nghệ Việt Nam
Điện thoại: 37563783 Fax: 8360705
E-mail:
Website:
Địa chỉ: 18-Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Nguyễn Quang Liêm
Số tài khoản: 301.01.037 Kho Bạc Nhà nước Ba Đình Hà Nội
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Viện Khoa học Vật liệu

II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 04 năm 2008 đến tháng 04 năm 2010
- Thực tế thực hiện: từ tháng tháng 04 năm 2008 đến tháng 04 năm 2010
2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 1250 tr.đ trong đó:
+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 1250 tr.đ.
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:
Theo kế hoạch Thực tế đạt được

Số
TT
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Ghi chú
(Số đề nghị
quyết toán)
1 Năm 2008 750 Năm 2008 481.769.835 481.769.835
2 Năm 2009 500 Năm 2009 768.230.165 768.230.165


c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:
Đối với đề tài:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Nội dung
các khoản chi
Tổng SNKH Nguồn
khác
Tổng SNKH Nguồn
khác
1 Trả công lao động

(khoa học, phổ
thông)
306,5 306,5 306,1
5784
6
306,15
7846

2 Nguyên, vật liệu,
năng lượng
479 479 478,5
9635
478,49
635

3 Thiết bị, máy móc
261 260,9
95
260,99
5

4 Xây dựng, sửa
chữa nhỏ

5 Chi khác
203,5 203,5 203,8
8366
203,88
366

Tổng cộng 1250 1250 1250 1250
- Lý do thay đổi (nếu có):

3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:


Số
TT
Số, thời gian ban
hành văn bản
Tên văn bản Ghi chú
1 3298/BKHCN-
XHTN,
31/12/2008
Thay đổi nội dung kinh phí
của nhiệm vụ
Giảm kinh phí Đoàn
ra bổ sung cho mục
mua Thiết bị
2 3297/BKHCN-
XHTN,
25/12/2009
Điều chỉnh nội dung kinh phí
của nhiệm vụ
Điều chỉnh số kinh
phí không thực hiện
hết của mục Đoàn ra
bổ sung cho mục
Thuê khoán chuyên

môn và mua Vật tư
hoá chất




4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:
Số
TT
Tên tổ chức
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên tổ chức đã
tham gia thực
hiện
Nội dung
tham gia
chủ yếu
Sản phẩm
chủ yếu
đạt được
Ghi
chú*
1 Phòng Thí
nghiệm Vật
lý và Công
nghệ Linh
kiện điện tử,
Viện Khoa
học Vật liệu

Phòng Thí
nghiệm Vật lý
và Công nghệ
Linh kiện điện
tử, Viện Khoa
học Vật liệu
Tham gia
hợp tác
nghiên cứu
và đào tạo
trực tiếp với
phía Pháp
- Các công
trình công
bố khoa
học trong
nước và
quốc tế
- Góp phần
đào tạ
o 02
nghiên cứu
sinh; 04
thạc sỹ và
05 sinh
viên

2 Phòng Thí
nghiệm
Trọng điểm

về Vật liệu và
Linh kiện
điện tử, Viện
Khoa học Vật
liệu
Phòng Thí
nghiệm Trọng
điểm về Vật
liệu và Linh
kiện điện tử,
Viện Khoa học
Vật liệu
Đóng góp cơ
sở hạ tầng,
các thiết bị
đo, một số
thiết bị công
ngh
ệ
- Chế tạo
các mẫu
sản phẩm
- Phân tích
các kết quả
đo

3 Đại học Công
nghệ, Đại học
Quốc gia Hà
Nội

Đại học Công
nghệ, Đại học
Quốc gia Hà
Nội
Phối hợp đào
tạo sinh
viên, thạc sĩ
Góp phần
đào tạo 03
thạc sĩ, 05
cử nhân
01 cao
học đã
bảo vệ
thành
công
5/2009
và 02
cao học
sẽ bảo
vệ tháng
12/2010
4 Phòng thí
nghiệm của
GS. Jean-
Louis
Sauvajol, Đại
học
Montpelier 2,
CH Pháp

Phòng thí
nghiệm của
GS. Jean-Louis
Sauvajol, Đại
học Montpelier
2, CH Pháp
Tham gia
hợp tác
nghiên cứu
và đào tạo
chính với
phía Việt
Nam
- Đã có 03
công trình
khoa học
công bố
chung
- Góp phần
đào tạo 02
nghiên cứu
sinh, 04
cao học
Trong
đó có 01
bài đã
được
chấp
nhận
đăng

trên tạp
chí quốc
tế, 02
bài báo
cáo ở
Hội
nghị
quốc tế
và trong
nước
5 Phòng thí
nghiệm của
GS. Soonil
Lee, Đại học
Ajou Hàn
Quốc
Phòng thí
nghiệm của
GS. Soonil
Lee, Đại học
Ajou Hàn
Quốc
Tham gia
phối hợp
nghiên cứu
liên quan
đến một số
phép đo đặc
trưng liên
quan đến vật

liệu CNTs
- Cung cấp
các tài liệu
liên quan
đến việc
chế tạo, đo
đạc tính
chất vật
liệu
SWCNT.
- Đo các
đặc trưng
phát xạ

điện tử của
vật liệu
CNTs mọc
trên đầu típ
W


5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:

ố
TT
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên cá nhân
đã tham gia

thực hiện
Nội dung
tham gia
chính
Sản phẩm
chủ yếu đạt
được
Ghi
chú*
1 PGS.TS. Phan PGS.TS. Phan Chủ trì phía Các báo cáo
Ngọc Minh Ngọc Minh Việt Nam và công
trình công
bố khoa
học; Tập
hợp các kết
quả viết báo
cáo giữa kỳ
và nghiệm
thu
2 TS. Ngô Thị
Thanh Tâm
TS. Ngô Thị
Thanh Tâm
Thư ký đề tài,
nghiên cứu
công nghệ
chế tạo vật
liệu xúc tác,
chế tạo vật
liệu SWCNT

Qui trình
công nghệ
chế tạo vật
liệu
SWCNT;
các công
trình công
bố khoa học

3 GS.TS. Phan
Hồng Khôi
GS.TS. Phan
Hồng Khôi
Cố vấn khoa
học
Bài báo cáo
tại các hội
thảo khoa
học

4 NCS. Nguyễn
Văn Chúc
NCS. Nguyễn
Văn Chúc
Nghiên cứu
chế tạo vật
liệu SWCNT,
MWCNTs
Qui trình
công nghệ

tổng hợp
vật liệu
SWCNT,
MWCNTs
và các công
trình công
bố khoa học

5 NCS. Thân
Xuân Tình
NCS. Thân
Xuân Tình
Nghiên cứu
chế tạo vật
liệu xúc tác;
qui trình công
nghệ tổng
hợp vật liệu
SWCNT;
công nghệ
biến tính và
gia cường vật
liệu CNTs
Qui trình
chế tạo vật
liệu xúc tác;
qui trình
công nghệ
tổng hợp
vật liệu

SWCNT;
qui trình
biến tính và
gia cường

trong lớp mạ
Cr
vật liệu
CNTs trong
công nghệ
mạ Cr; các
công trình
công bố
khoa học
6 CN. Bùi Hùng
Thắng
CN. Bùi Hùng
Thắng
Nghiên cứu
ứng dụng vật
liệu CNTs
(chế tạo
CNTs trên
đầu típ W,
Ứng dụng vật
liệu tổ hợp có
chứa CNTs
trong sơn bảo
vệ;

Một số kết
quả và công
trình công
bố về chế
tạo CNTs
trên đầu típ
W, Ứng
dụng vật
liệu tổ hợp
có chứa
CNTs trong
sơn bảo v
ệ;

7 GS. Jean
Louis
Sauvajol
GS. Jean
Louis
Sauvajol
Chủ trì phía
CH Pháp
Các công
trình công
bố chung

8 TS. Jean
Louis
Bantignies
TS. Jean

Louis
Bantignies
Tham gia Các công
trình công
bố chung

9 TS. Vincent
Jourdain
TS. Vincent
Jourdain
Tham gia Các công
trình công
bố chung

10 TS. Laurent
Alvarez
TS. Laurent
Alvarez
Tham gia Các công
trình công
bố chung



6. Tình hình hợp tác quốc tế:
Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm, tên tổ chức hợp tác, số

đoàn, số lượng người tham gia )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm, tên tổ chức hợp tác, số
đoàn, số lượng người tham gia )
Ghi
chú*

1 9/2008-12/2008 đã cử 01
nghiên cứu sinh sang Pháp
thuộc học bổng Evaris
9/2008-12/2008 đã cử 01
nghiên cứu sinh sang Pháp
thuộc học bổng Evaris Galois

Galois của Pháp để thực hiện
thí nghiệm và học hỏi công
nghệ chế tạo vật liệu xúc tác
và chế tạo ống nanô các bon
đơn tường siêu dài trên cơ sở
kỹ thuật lắng đọng hóa học.
của Pháp để thực hiện thí
nghiệm và học hỏi công nghệ
chế tạo vật liệu xúc tác và
chế tạo ống nanô các bon đơn
tường siêu dài trên cơ sở kỹ
thuật l
ắng đọng hóa học.
2 09/2009-02/2010 đã cử 01
nghiên cứu sinh sang Pháp

để tổng hợp lượng lớn vật
liệu CNTs, nghiên cứu tính
chất, viết bài và tham gia hội
nghị
09/2009-02/2010 đã cử 01
nghiên cứu sinh sang Pháp để
tổng hợp lượng lớn vật liệu
CNTs, nghiên cứu tính chất,
viết bài và tham gia hội nghị

3 3/2011-9/2011 sẽ cử 01
nghiên cứu sinh sang Pháp
trực tiếp nghiên cứu đặc tính
của vật liệu composite CNTs
và PANi; viết bài và luận án
3/2011-9/2011 sẽ cử 01
nghiên cứu sinh sang Pháp
trực tiếp nghiên cứu đặc tính
của vật liệu composite CNTs
và PANi; viết bài và luận án

4 - Đón nhận 03 cán bộ tại đại
học tổng hợp Montpellier
(Pháp) sang làm việc tại
Phòng thí nghiệm Vật liệu và
linh kiện điện tử, Viện Khoa
học Vật liệu từ ngày
05/12/2008 đến 25/12/2008.
Kinh phí: Phía Pháp chi trả
tiền vé máy bay đi và về; đề

tài Nghị định thư do
PGS.TS. Phan Ngọc Minh
chủ nhiệm chi trả tiền ăn, ở,
đi lại tại Việt Nam.
- Đã đón nhận 01 cán bộ tại
đại học tổng hợp Montpellier
(Pháp) sang làm việc tại
Phòng thí nghiệm Vật liệu và
linh kiện điện tử, Viện Khoa
học Vật liệu từ ngày
05/12/2008 đến 25/12/2008.
Kinh phí: Phía Pháp chi trả
tiền vé máy bay đi và về; đề
tài Nghị định thư do PGS.TS.
Phan Ngọc Minh chủ nhiệm
chi trả tiền ăn, ở, đi lại tại
Việt Nam.

7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:
Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh
phí, địa điểm )
Ghi chú*
1 02 đợt đoàn ra tham dự hội
thảo quốc tế

- Cử 02 cán bộ tham dự
Diễn đàn Nanô Châu Á
lần thứ 6 tại Đài Loan
(Trung Quốc) từ ngày
07/10/2009 đến
10/10/2009. Kinh phí:
chi phí ăn ở do phía bạn
đài thọ; tiền vé máy bay
đi và về lấy từ đề tài
Nghị định thư Việt-
Pháp.
- Cử 01 cán bộ tham dự
Hội thảo quốc tế về vật
liệu tiên ti
ến cho năng
lượng mới và năng
lượng tái tạo tại
Indonesia, từ ngày
8/6/2009 đến 12/6/2009.
Tiền ăn, ở do Indonesia
đài thọ; tiền vé máy bay
đi và về lấy từ kinh phí
đề tài Nghị định thư
Việt –Pháp do PGS.TS.
Phan Ngọc Minh làm
chủ nhiệm.


8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

Thời gian
(Bắt đầu, kết thúc
- tháng … năm)
Số
TT
Các nội dung, công việc
chủ yếu
(Các mốc đánh giá chủ yếu)
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Người,
cơ quan
thực hiện
1 Xây dựng thiết bị và công
nghệ chế tạo vật ống nanô
các bon đơn tường trên cơ sở
1/2008-
12/2008
Viện Khoa
học Vật liệu
kỹ thuật lắng đọng hóa học
pha hơi
2 Xây dựng thiết bị và công
nghệ lắng đọng hóa học pha
hơi thích hợp cho việc tổng
hợp vật liệu ống nanô các
bon đa tường số lượng lớn,
giá thành hạ

1/2008-
12/2008
Viện Khoa
học Vật liệu
3 Công nghệ biến tính bề mặt
vật liệu CNTs. Khảo sát tính
chất và đặc điểm phân tán vật
liệu trong các nền vật liệu
khác nhau
6/2008-
6/2009
Viện Khoa
học Vật liệu
và Đại học
Montpellier
4 Ứng dụng vật liệu CNTs biến
tính trong công nghệ mạ điện
Cr và Ni
1/2009-
12/2009
Viện Khoa
học Vật liệu
và Đại học
Montpellier
5 Ứng dụng vật liệu CNTs biến
tính trong các vật liệu tổ hợp
nền polymer, epoxy, cao su
1/2009-
12/2009
Viện Khoa

học Vật liệu
và Đại học
Montpellier
6 Chế tạo đầu dò hiển vi xuyên
hầm trên cơ sở ứng dụng vật
liệu ống nano các bon đa
tường
1/2009-
12/2009
Viện Khoa
học Vật liệu

III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN
1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:
a) Sản phẩm Dạng I:
Số
TT
Tên sản phẩm
và chỉ tiêu chất
lượng chủ yếu
Đơn
vị đo
Số
lượng
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
1 Thiết bị chế tạo
vật liệu ống các

bon nanô đơn
tường
Hệ 01 Hệ thiết bị
tối thiểu 01
ống lò, điều
khiển nhiệt
Đã lắp đặt 01 thiết bị
CVD nhiệt gồm: 01
lò CVD với nhiệt độ
được điều khiển tự
độ đến
1000±2
o
C,
lưu lượng
khí chính
xác đảm
bảo chế tạo
5-10 g
SWCNT
động và có thể đạt
1000±2
o
C ; lưu
lượng các khí (N
2
,
Ar, H
2
, CH

4
, C
2
H
2
)
được điều khiển tự
động với độ chính
xác cao. Sử dụng
thiết bị xây dựng
được, vật liệu
SWCNT đã được
chế tạo thành công
2 Hệ thiết bị mở
rộng chế tạo vật
liệu ống các bon
nanô đa tường
Hệ 01 Hệ thiết bị
04 ống lò,
kích thước
ba chiều
khoảng
(1,5x1x2)
m
3
, điều
khiển nhiệt
độ đến
1000±5
o

C,
đảm bảo
chế tạo trên
300 g
MWCNTs/
ngày
Đã xây dựng 01 hệ
thiết bị gồm 04 ống
lò, kích thước ba
chiều khoảng
(1,5x1x2) m
3
, điều
khiển nhiệt độ đến
1000±5
o
C, đảm bảo
chế tạo trên 300 g
MWCNTs/ngày theo
đăng ký của đề tài
Vật liệu ống
nanô các bon


- Đơn tường
(SWCNT)
g

200

- Đường
kính vài nm
- Đã chế tạo được
200 g vật liệu
SWCNT, đường
kính 1-3 nm
3
- Đa tường
(MWCNTs)
kg 2 - Đường
kính 30-50
nm, độ sạch
trên 90%
- Đã chế tạo được 2
kg vật liệu
MWCNTs, đường
kính từ 10-100 nm,
độ sạch 94%
Vật liệu được
biến tính

- Đơn tường g 50 50 g vật
liệu
SWCNT
biến tính
- 50 g vật liệu
SWCNT biến tính
4
- Đa tường Kg 0,5 0,5 kg vật
liệu

MWCNTs
biến tính
- 0,5 kg vật liệu
MWCNTs biến tính
5 Mẫu đế thép
mạ Cr/Ni có gia
cường vật liệu
MWCNTs biến
tính
Mẫu 05 Độ cứng
tăng gấp
đôi
10 mẫu mạ Cr/Ni có
gia cường CNTs
tăng lên gấp 2 lần so
với lớp mạ Cr/Ni
thông thường
6 Vật liệu CNTs
biến tính trong
các vật liệu tổ
hợp nền
polymer, epoxy,
cao su với hàm
lượng CNTs suy
giảm nhằm
giảm giá thành
sản phẩm
Mẫu 05 Giảm được
trên 50 %
hàm lượng

CNTs, đảm
bảo cơ tính
của vật
liệu, giá
thành lớp
mạ cao hơn
mạ không
gia cường
không quá
20%
Đã chế tạo thành
công 05 mẫu vật liệu
cao su có gia cường
vật li
ệu CNTs. Kết
quả thực nghiệm cho
thấy nồng độ 10%
CNTs cho ta kết quả
tốt nhất. Tuổi thọ
của sản phẩm bạc tự
bôi trơn sử dụng cao
su gia cường CNTs
trung bình là 12000
giờ cao hơn 1,2 đến
1,5 lần so với tuổi
thọ trung bình của
bạc tự bôi trơn sử
dụng cao su thông
thường (8000 giờ).
7 Đầu dò hiển vi

xuyên hầm trên
cơ sở vật liệu
ống nanô các
bon
Mẫu 05 Cho phép
tạo ảnh
hiển vi
xuyên hầm
với độ phân
giải dưới
1nm
Đã chế tạo thành
công 05 mẫu vật liệu
CNTs trên mũi nhọn
típ W ứng dụng cho
đầu dò hiển vi quét
xuyên hầm. Độ phân
giải của ảnh hiển vi
đầu dò quét xuyên
hầm trên cơ sở sử
dụng đầ
u dò CNTs
có thể đạt 1nm

b) Sản phẩm Dạng II:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT

Tên sản phẩm

Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Ghi
chú

1 Công nghệ chế tạo vật
liệu xúc tác đảm bảo
tổng hợp được vật liệu
ống các bon nanô đơn
tường
01 quy trình
công nghệ chế
tạo hạt xúc tác
Fe, Ni hoặc
Co có kích
thước đồng
đều vài nm
Đã hoàn thiện quy
trình công nghệ
tổng hợp các hạt
nanô xúc tác Fe, Co,
Ni có kích thước
đồng đều vài nm để
làm vật liệu xúc tác
tổng hợp vật liệu
SWCNT

2 Công nghệ chế tạo vật
liệu ống các bon nano
đơn tường
01 Quy trình
công nghệ chế
tạo vật liệu
Đã hoàn thiện 01
quy trình tổng hợp
vật liệu SWCNT,

SWCNT
đường kính
vài nm
SWCNT định
hướng với đường
kính vài nm
3 Công nghệ biến tính vật
liệu ống các bon nanô
gốc -OH, -COOH, -NH
2

01 quy trình 01 quy trình công
nghệ biến tính vật
liệu ống các bon
nanô gốc -OH, -
COOH, -NH
2

4 Công nghệ mạ Cr/Ni có
gia cường vật liệu CNTs
01 quy trình
mạ Cr/Ni có
gia cường
CNTs, đảm
bảo tăng
cường gấp đôi
cơ tính của
vật liệu
Đã chế tạo thành
công lớp mạ điện
Cr/Ni có gia cường
vật liệu CNTs. Độ
cứng của lớp mạ
Cr/Ni có gia cường
CNTs tăng lên gấp 2
lần so với lớp mạ
Cr/Ni thông thường


c) Sản phẩm Dạng III:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT
Tên sản phẩm

Theo

kế hoạch
Thực tế
đạt được
Số lượng, nơi
công bố
(Tạp chí, nhà xuất
bản)
1 Bài báo chung đăng
quốc tế
02 bài 05 bài - 01 bài đã được
chấp nhận đăng
trên tạp chí Journal
of Experimental
Nanoscience,
2010;
- 01 bài đã được
chấp nhận đăng
trên tạp chí
Computational
Materials Science
(2010);
- 03 bài đã được
đăng trên tạp chí
Journal of Physics
(Conference Series
187, 2009);

2
Bài báo chung tham
dự Hội nghị Khoa học

trong nước và quốc tế
04 bài - 05 bài ở
Hội nghị
quốc tế
- 03 bài ở
Hội nghị
khoa học
trong nước
- 02 bài ở hội nghị
Second
international
workshop on
nanotechnology
and application –
IWNA, November
12-14, 2009, Vung
Tau, Vietnam
- 03 bài ở hội nghị
APCTP-ASEAN
Workshop on
Advanced
Materials Science
and
Nanotechnology,
Nha Trang,
Vietnam,
September 15-20,
2008
- 03 bài báo cáo ở
Hội nghị Vật lý

chất rắn và Khoa
học vật liệu toàn
quốc lần thứ 6, Đ
à
Nẵng 8-
10/11/2009






d) Kết quả đào tạo:
Số lượng
Số
TT
Cấp đào tạo, Chuyên
ngành đào tạo
Theo kế
hoạch
Thực tế đạt
được
Ghi chú
(Thời gian kết
thúc)
04, trong đó
1. Phan Ngọc
Hồng
Đã bảo vệ
05-2009 tại

Đại học
Công nghệ,
ĐHQGHN
3. Cao Thị
Thanh
Sẽ bảo vệ
tháng 11-
2010 tại Đại
học Sư
Phạm Hà
Nội
3. Bùi Hùng
Thắng
Sẽ bảo vệ
tháng 12-
2010 tại Đại
học Công
nghệ,
ĐHQGHN
1 Thạc sỹ 03
4. Phạm Văn
Trình
Sẽ bảo vệ
tháng 12-
2010 tại Đại
học Công
nghệ,
ĐHQGHN
02 trong đó
1. Nguyễn

Văn Chúc
Dự kiến sẽ
bảo vệ luận
án cấp cơ sở
12-2010 tại
Viện Khoa
học Vật liệu
2 Tiến sỹ 02
2. Thân Xuân
Tình
Dự kiến sẽ
bảo vệ luận
án tại CH
Pháp tháng
9-10 năm
2011
đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, quyền đối với giống
cây trồng:
Kết quả
Số
TT
Tên sản phẩm
đăng ký
Theo
kế hoạch
Thực tế
đạt được
Ghi chú
(Thời gian kết
thúc)

1
Bản quyền patent hay
giải pháp hữu ích
Góp phần
hoàn thiện 1
bản quyền
patent
Bản quyền
patent , số
7713, ngày
11/5/2009



2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:
a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
- Việc thực hiện đề tài hợp tác song phương với đối tác Pháp cho phép
chúng tôi xây dựng được hệ thiết bị lắng đọng hóa học pha hơi CVD chuyên
dùng chế tạo vật liệu SWCNT. Trên cơ sở hợp tác giữa hai bên chúng tôi đã
xây dựng được qui trình công nghệ chế tạo vật liệu SWCNT, một việc mà từ

trước tới nay chúng ta chưa làm chủ được.
- Việc kết hợp với phía Pháp cho phép chúng tôi nghiên cứu sâu hơn về
quá trình biến tính bề mặt vật liêu CNTs. Để có thể đưa vật liệu CNTs vào các
ứng dụng cụ thể thì việc biến tính vật liệu CNTs là bước không thể thiếu.
Chúng tôi đã tập trung nghiên cứu biến tính vật liệu CNTs bằng việc gắn các
nhóm chức như -COOH, - C
6
H
4

NH
2
lên bề mặt của vật liệu CNTs.
- Vật liệu CNTs biến tính đã được nghiên cứu ứng dụng thử nghiệm
trong công nghệ mạ Cr và nghiên cứu ứng dụng trong nền vật liệu tổ hợp khác
như sơn bảo vệ chống ăn mòn. Kết quả cho thấy:
+ Đối với lớp mạ Cr: kết quả đo độ mài mòn cho thấy lớp mạ crôm có
gia cường vật liệ
u CNTs có độ bền mài mòn tốt hơn lớp mạ crôm thường và
tốt hơn hẳn đế thép khi chưa được mạ. Lớp mạ crôm thông thường có khối
lượng hao hụt lớn ~ 2 lần khối lượng hao hụt của lớp mạ crôm có CNTs biến
tính bằng diazo (CNTs- C
6
H
4
NH
2
). Điều đó chứng tỏ lớp mạ crôm gia cường
CNTs biến tính bằng diazo có độ bền mài mòn tốt hơn khoảng hai lần so với
lớp mạ crôm thường và cũng cao hơn lớp mạ composit của Cr và các loại
CNTs khác.
+ Đối với lớp sơn bảo vệ chống ăn mòn: sau 100 ngày thử nghiệm, mặc
dù điện trở của màng sơn giảm xuống rất bé nhưng điệ
n trở tổng cộng có tác
dụng bảo vệ vẫn ở khỏang 10
4

Ω
.cm
2

và quan sát bề mặt mẫu sau 100 ngày
thử nghiệm chưa thấy có xuất hiện điểm gỉ hay phồng rộp lớp sơn.
- Việc thực hiện nhiệm vụ đã cho phép đào tạo 02 nghiên cứu sinh
trong đó có 01 nghiên cứu sinh học tập và làm việc bán thời gian ở Pháp-Việt
Nam; 04 thạc sỹ và nhiều sinh viên Việt Nam.
Đề tài đã có 05 bài đã được đăng và chấp nhận đăng trong tạp chí Quốc
tế
; 05 bài đăng ở Hội nghị quốc tế trong đó có 03 bài được chấp nhận đăng
trong tạp chí Quốc tế và 03 bài tham dự Hội nghị trong nước). Ngoài ra đề tài
cũng đã góp phần nâng cao chất lượng trình độ nghiên cứu chuyên môn về vật
liệu CNTs ở Việt Nam.
- Việc thực hiện đề tài này còn có vai trò quan trọng trong việc triển
khai khai thác cơ sở hạ tầng, thiết bị đã được trang bị tạ
i Phòng thí nghiệm
Trọng điểm về Vật liệu và Linh kiện điện tử, Viện Khoa học Vật liệu.
b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:
- Đã góp phần thực hiện việc gắn kết nghiên cứu với triển khai trong
lĩnh vực công nghệ cao.
- Đã góp phần hoàn thiện 01 bản quyền sáng chế về “Thiết bị và quy
trình sản xuất ống cacbon nano”.
- Đã góp phần thành lập “Công ty TNHH công nghệ nanô Việt Nam”
giữa Viện Khoa học Vật liệu và Công ty TNHH một thành viên quốc tế IQCT.
3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:
Số
TT
Nội dung
Thời gian
thực hiện
Ghi chú
(Tóm tắt kết quả, kết luận

chính, người chủ trì…)
I Báo cáo giữa kỳ 02/12/2008
II Nghiệm thu cơ sở 27/07/2010


Chủ nhiệm đề tài
(Họ tên, chữ ký)


Thủ trưởng tổ chức chủ trì
(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)



MỤC LỤC


Trang phụ bìa Trang
Báo cáo thống kê
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng biểu
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỞ ĐẦU
1
CHƯƠNG 1. KẾT QUẢ XÂY DỰNG THIẾT BỊ VÀ QUY TRÌNH
CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP VẬT LIỆU ỐNG CÁC BON NANO ĐƠN
TƯỜNG, ĐA TƯỜNG
6
1.1. Kết quả xây dựng thiết bị và quy trình công nghệ tổng hợp vật liệu
ống các bon nano đơn tườ

ng
6
1.1.1. Xây dựng và lắp đặt hệ thiết bị CVD nhiệt điều khiển tự động 6
1.1.2. Qui trình vận hành hệ thiết bị CVD nhiệt điều khiển tự động 11
1.1.3. Kết quả chế tạo SWCNT trên hệ CVD nhiệt điều khiển tự động 12
1.1.3.1. Kết quả chế tạo vật liệu SWCNT sử dụng các hạt xúc tác 12
1.1.3.2. Kết quả chế tạo vật li
ệu SWCNT sử dụng xúc tác bột 29
1.2. Kết quả xây dựng hệ thiết bị mở rộng 04 ống lò hoạt động liên hoàn
chế tạo vật liệu ống các bon nano đa tường
45
1.2.1. Cấu tạo hệ thiết bị CVD 04 ống lò 48
1.2.2. Qui trình công nghệ chế tạo CNTs 49
1.2.3. Qui mô sản xuất MWCNTs 54
CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ BIẾN TÍNH VẬT LIỆU ỐNG CÁC BON
NANO
50
2.1. Giới thiệu công nghệ biến tính 55
2.2. Xây dựng hệ
thiết bị phản ứng 59
2.3. Qui trình biến tính CNTs 60
2.4. Kết quả biến tính 63
CHƯƠNG 3. MỘT SỐ KẾT QUẢ BAN ĐẦU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU
CNTs
73
3.1. Ứng dụng vật liệu CNTs trong công nghệ mạ Cr/Ni 63
3.2. Ứng dụng CNTs làm đầu dò hiển vi điện tử và đầu phát điện tử 92
3.3. Ứng dụng vật liệu tổ hợp có chứa CNTs trong sơn bảo vệ 108
3.4. Ứng dụng trong pin Lithium 124
3.5. Ứng dụng trong cao su 144

KẾT LUẬN
147
LỜI CẢM ƠN
149
TÀI LIỆU THAM KHẢO
150
PHỤ LỤC
154

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CNTs : Ống các bon nano
SWCNT : Ống các bon nano đơn tường
MWCNTs : Ống các bon nano đa tường
CVD : Phương pháp lắng đọng hóa học pha hơi
SEM : Hiển vi điện tử quét
AFM : Hiển vi lực nguyên tử
TEM : Hiển vi điện tử truyền qua
STM : Đầu dò hiển vi xuyên hầm
TGA : Phân tích nhiệt vi trọng
PANI : Polyanilin