Модификација једнослојних угљеничних нанотуба електромагнетним зрачењем из видљиве, инфрацрвене и микроталасне области

Abstract

Резиме: Утицај електромагнетног зрачења на једнослојне угљеничне нанотубе је предмет интензивног проучавања. У оквиру ове докторске дисертације испитано је дејство електромагнетног зрачења из видљиве, инфрацрвене и микроталасне области на танке слојеве једнослојних угљеничних нанотуба депонованих вакуумском филтрацијом. У оквиру дисертације су коришћене нанотубе два произвођача, које су добијене методом хемијске депозиције из парне фазе али уз употребу различитог катализатора. Танки слојеви угљеничних нанотуба депоновани методом вакуумске филтрације су испитани раманском спектроскопијом помоћу три ексцитациона ласера: 532, 633 и 780 nm и микроскопијом атомских сила. Установљено је да 532 nm ласер испитује стање на површини узорка, док са друге стране ласер на 780 nm испитује целу запремину узорка. Последице озрачивања ОПО ласером различитих таласних дужина из области видљивог зрачења су декомпозиција, фотооксидација и издвајање из снопова. Издвајање из снопова и уклањање угљеничних нечистоћа се јављају након динамичке оксидације. Осим тога, приликом динамичке оксидације може доћи до сагоревања нанотуба мањих пречника. Изотермална оксидација има различит утицај на нанотубе коришћене у склопу ове дисертације, што је последица различитих катализатора коришћених за време синтезе. Озрачивање микроталасима изазива повећање температуре узорка током озрачивања, али не доводи до селективне деструкције једног типа нанотуба. Дејство микроталаса на структуру угљеничних нанотуба се махом манифестује у издвајању појединих нанотуба из снопова.

The influence of electromagnetic waves upon single wall carbon nanotube is the subject of great scientific interest. In this PhD thesis a detailed study of the influence of electromаgnetic radiation from visible, infrared and microwave regions upon thin films of single wall carbon nanotubes prepared by vacuum filtration is presented. In this PhD thesis carbon nanotubes from two different suppliers were used; both were synthesized by chemical vapor deposition method but with different catalyst. Thin films of carbon nanotubes deposited by vacuum filtration method are characterized by Raman spectroscopy using three excitation lines: 532, 633 and 780 nm and by atomic force microscopy. It was established that the 532 nm excitation line probes the surface of nanotube films, while the 780 nm excitation line probes the bulk of films. The effects of OPO laser with radiation of different wavelengths upon thin films of carbon nanotubes are decomposition, photooxidation and debundling. Debundling and deffective carbon removal is the major effect of dynamic oxidation. Also, dynamic oxidation can cause the removal of small diameter nanotubes. Isothermal oxidation causes different effects on carbon nanotubes from different suppliers, which is the consequence of the catalysts used during synthesis. Microwave irradiation upon carbon nanotubes results in temperature increase of the samples during irradiation, but selective destruction of one type of SWCNT was not observed. Major effect of microwave irradiation was debundling.