|
* Eenheid Algemene Chemie (ALGC) Department of Chemistry Vrije Universiteit Brussel (VUB) Pleinlaan 2, B-1050 Brussel, Belgium. |
§ Structural Chemistry Group Department of Chemistry University of Antwerp (UIA) Universiteitsplein 1, B-2610 Antwerp, Belgium. |
Abstract
De nanotubes werden, net zoals bij fullerenen, uitvoerig bestudeerd vanaf het ogenblik dat de eerste synthesemogelijkheden werden ontwikkeld [1]. Vooreerst werd uitvoerig experimenteel en theoretisch onderzoek verricht, teneinde hun specifieke elektronische [2] en fysische [3] eigenschappen te achterhalen. Metallisch of halfgeleidend, afhankelijk van hun ruimtelijke geometrie, kunnen nanotubes aangewend worden voor de ontwikkeling van nieuwe materialen, mede dankzij hun hoge lengte-tot-diameter verhouding en hun uitvoerige weerstand tegenover druksverhoging. Verder kunnen ze o.a. ook gebruikt worden voor de ontwikkeling van quantum devices, wat vroeg of laat een revolutie in de computerindustrie kan veroorzaken.
Een aantal experimentele en theoretische studies werden reeds uitgevoerd teneinde de sterkte van nanotubes te quantifiëren door hun elastische eigenschappen te analyseren. Deze studies hebben echter geen uitsluitsel gebracht over de relatieve sterkte van nanotubes in vergelijking met grafiet [4].
De eerste all electron Ab Initio studie van de elastische eigenschappen van nanotubes wordt voorgesteld. Hiervoor werden de Young's modulus en de Poisson ratio berekend voor een reeks gesloten single-walled nanotubes met verschillende grootten en, chirale en achirale, geometrie. De bekomen resultaten werden vergeleken met deze, bekomen met dezelfde methode, voor grafeen en met verschillende experimentele en theoretische studies. Alhoewel op het Hartree-Fock 6-31G* niveau, zijn de bekomen resultaten in goede overeenstemming met experimentele en theoretische studies, met een voorspelde waarde voor de Young's modulus van 1Tpa. Vergelijking met de waarde bekomen voor de Young's modulus van grafeen toont aan dat het mogelijk zou kunnen zijn nieuwe, zeer resistente, materialen te ontwikkelen op basis van nanotube.
References.
1. S. Iijima and T. Ichihashi, Nature 363,
603 (1993).
2. T. W. Odom, J.-L. Huang, P. Kim, and C. M. Lieber, Nature
391, 62 (1998).
3. M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, and P. C. Eklund, Science
of Fullerenes and Carbon Nanotubes (Academic Press, Inc.,
San Diego, California, USA, 1995).
4. A. Krishnan, E. Dujardin, T. W. Ebbesen, P. N. Yianilos,
and M. M. J. Treacy, Phys. Rev. B 58, 14013 (1998).