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http://ipicyt.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1010/1002| Hierarchy in 1D Carbon Nanostructures: from theoretical design and properties calculation to experimental synthesis and characterization | |
| JOSE MANUEL ROMO HERRERA | |
| HUMBERTO TERRONES MALDONADO MAURICIO TERRONES MALDONADO Vincent Meunier | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Materiales noestructurados Nanotubos de carbono | |
| "A key challenge in nanotechnology is the assembly of nanostructured components (building blocks; such as DNA molecules, 0D clusters and 1D nanowires) into well ordered arrays. Based on this research trend, the core proposal of the present Ph.D. work has been to use 1D nanostructures as building blocks (e.g. nanowires and nanotubes) to design and synthezise 1D superlattices as well as 2D and 3D networks. These assembled arrays can be seen as a new type of material at the microscale, exhibiting characteristic properties tuned up by the building block properties and their specific architectures. Unfortunately, little was known regarding the different ways networks can be created and their physico-chemical properties as a function of their architecture. In this context, a general algorithm (Hierarchy algorithm) to design and generate ideal models (xyz coordinates) of networks from 1D nanostructures (e.g. nanowires or nanotubes) as building blocks was proposed [1]. An emphasis is made on carbon nanotubes (CNTs) as building blocks, since they possess highly desirable properties: an extremely high Young’s modulus and remarkable flexibility, could behave as ballistic conductors or semiconductors, possess high surface area and coalesce with each other under appropiate conditions. The Hierarchy algorithm was applied to CNTs to design a set of Ordered Networks based on CNTs (ON-CNTs) to study in detail the physico-chemical properties of the networks (electronic transport, mechanical, porosity and surface area properties) as a function of their architecture. This revealed outstanding mechanical properties, together with selective electronic conductance paths [2], complemented by low mass densities, high surface areas, and continuous porosity; where the properties were largely dominated by the specific architecture [1]. A subsequent study focuses on electronic nanocircuits, exploiting the advantage that ON-CNTs offer when including nanowires and nanodevices all self-integrated within the network. It is shown that arrays containing topological defects (non hexagonal rings in the sp2 carbon network composing the CNTs) can perform as intradevices to guide current along specific trajectories, thus showing ON-CNTs as potential organic nanocircuits working as addressable arrays [3]. In the experimental part of the thesis, the details of the node formation is necesary towards the synthesis of CNTs networks." "El ensamblaje de componentes nanoestructurados (bloques constructores; tales como moléculas de DNA, agregados atómicos 0D y nanoalambres 1D) en arreglos bien ordenados corresponde a un reto actual en nanotecnología. Basados en esta tendencia de investigación, la principal propuesta de este trabajo de Doctorado ha sido utilizar nanoestructuras 1D como bloques constructores (e.g. nanoalambres y nanotubos) para diseñar y sintetizar nanoalambres intermitentes 1D (1D superlattices) así como redes en 2D y 3D. Estos arreglos ensamblados pueden ser vistos como un nuevo tipo de material en la microescala, exhibiendo propiedades intrínsecas provenientes de las propiedades de los bloques constructores utilizados y sus arquitecturas específicas. Desafortunadamente, poco era conocido con respecto a la manera en que diferentes redes pueden ser creadas y sus propiedades fisico-químicas como función de su arquitectura. En este contexto, un algoritmo general (algoritmo de Jerarquía) para diseñar y generar modelos ideales (coordenadas xyz) de redes a partir de nanoestructuras 1D (e.g. nanoalambres o nanotubos) como bloques constructores fue propuesto [1]. Un especial énfasis es puesto en nanotubos de carbono (CNTs) como bloques constructores, debido a que poseen propiedades sumamente deseadas: un módulo de Young extremadamente alto y extraordinaria flexibilidad, pueden comportarse como conductores balísticos o semiconductores, poseen un alta área superficial y bajo condiciones apropiadas coalescen entre ellos. Por consiguiente, el algoritmo de Jerarquía fue aplicado a CNTs para diseñar un conjunto de redes ordenadas basadas en CNTs (ON-CNTs) que permitieran estudiar por completo las propiedades fisico-químicas de las redes (propiedades de transporte electrónico, mecánico, porosidad y área superficial) como función de su arquitectura. Esto reveló extraordinarias propiedades mecánicas, junto con selectivas trayectorias de conductancia electrónica [2], complementado por bajas densidades de masa, altas áreas superficiales y porosidad continua; donde las propiedades fueron fuertemente dominadas por la arquitectura específica del arreglo [1]. Un estudio posterior se concentró en nanocircuitos electrónicos, explotando la ventaja que ON-CNTs ofrecen al incluir nanoalambres y nanodispositivos todo auto-integrado a través de la red." | |
| 2008-02 | |
| Tesis de doctorado | |
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| QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Publicaciones Científicas Nanociencias y Materiales |
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