FROM ZERO-DIMENSIONAL TO 2-DIMENSIONAL CARBON NANOMATERIALS - part I: TYPES OF CNs prof.PhD.eng., Ctlin IANCU,

1. Zero-Dimensi Carbon Nanomaterials (0-DCNS) 1.1. Fullerene Fullerenes yang bulat, dikurung molekul dengan atom karbon yang terletak di sudut struktur polyhedral yang terdiri dari segilima dan segi enam. Sebuah Fullerene bola terlihat seperti bola sepak bola dan sering disebut "buckyball." Fullerenes yang dinamai Richard Buckminster Fuller, seorang arsitek terkenal untuk desain kubah geodesik yang menyerupai fullerene bola dalam penampilan. Bahkan, fullerene ditemukan sebagai kejutan yang tak terduga selama percobaan spektroskopi laser yang pada tahun 1985, oleh para peneliti di Rice University. Seperti disebutkan dalam catatan Hadiah Nobel, 1996 Hadiah Nobel dalam bidang kimia diberikan bersama-sama untuk Robert F. Curl, Jr, Richard E. Smalley, dan Sir Harold W. Kroto "untuk penemuan mereka dari fullerene". Metode pertama produksi fullerene, dengan kroto dkk. pada tahun 1985 [2] digunakan penguapan laser karbon dalam suasana inert di mana jumlah mikroskopis dari fullerene diproduksi.1.2. Karbon-Encapsulated Logam Nanopartikel (CEMNPs) karbon-encapsulated logam (magnetik) nanopartikel (CEMNPs) merupakan kelas baru Zero-dimensi karbon-logam Nanomaterials komposit. Ini adalah bentuk struktur inti-shell pada skala nano. Inti logam polyhedral sepenuhnya dikemas dengan shell karbon multilayer-grafit. Jadi, lapisan karbon mengisolasi partikel magnetis dari lingkungan eksternal dan melindungi mereka terhadap korosi dan kopling magnet antara partikel individu. Sejak laporan pertama pada LaC2 dikemas dalam skala nano partikel karbon polyhedral di busur karbon yang disintesis oleh Ruoff dkk. [3] pada tahun 1993, nanopartikel logam karbon-encapsulated telah menerima banyak perhatian karena struktur baru mereka dan janji teknologi jelas. Ilmuwan telah berhasil encapsulating berbagai bahan menjadi graphitic kandang berongga dengan metode debit busur. Saito [4] melaporkan bahwa 13 logam tanah jarang dan logam besi-kelompok yang dibungkus karbon graphitic pada tahun 1995. Singkatnya, CEMNPs dapat disintesis oleh berbagai teknik seperti metode arc discharge, teknik busur tungsten, perlakuan panas suhu tinggi , penggilingan mekanik, cocarbonization, iradiasi laser berdenyut, dan sistem busur berdenyut tinggi saat ini. 1.3. Nanodiamond (ND)Seperti diketahui, berlian adalah salah satu alotrop karbon grafit. Grafit adalah bentuk paling stabil karbon pada tekanan ambien. Bulat dan dipotong segi delapan berlian dengan dominan karbon sp3-terikat adalah salah satu bahan paling sulit dikenal sampai saat ini dan sering dianggap sebagai raja dari semua batu permata dan top-laci bahan karena kualitas ilmiah yang sangat baik dalam kekerasan, korosi kimia, ekspansi termal dan konduktivitas, isolasi listrik, dan biokompatibilitas. Di sisi lain, nanodiamond (ND) adalah berlian struktural kubik. Ia memiliki struktur berlian dan sifat berlian. Ukuran rata-rata adalah hanya 5 nm diameter. Dalam arti luas kata, "nanodiamond" berisi berbagai bahan berbasis berlian pada skala nano (skala panjang sekitar 1-100 nm) termasuk film murni fase berlian, partikel berlian, dan rakitan struktural mereka.Beberapa metode sintesis telah dikembangkan untuk mensintesis nanodiamonds laboratorium diproduksi. Ada dua metode utama untuk pembuatan nanodiamond: transformasi grafit di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi dan peledakan bahan peledak karbon. Pada tahun 1955, Bundy et al. [5] menyadari mimpi 30 tahun dari banyak ilmuwan yang berlian dapat berubah dari grafit, karena mereka berhasil melaporkan sintesis berlian menggunakan suhu tinggi dan proses tekanan tinggi. Namun, sintesis berlian oleh ledakan bahan peledak dengan keseimbangan oksigen negatif dalam wadah baja di bawah kondisi vakum dilaporkan pada tahun 1980 [6]. Ada juga beberapa literatur terkait dalam laporan terbaru menunjukkan dua metode yang disebutkan [7]. Peledakan bahan peledak masih banyak digunakan; Namun, proses ledakan detonator sangat cepat dan sangat kompleks. Selain itu, ada beberapa kelemahan yang diamati dalam metode peledakan. Bahkan, fraksi permukaan untuk atom massal dan oksigen, hidrogen, dan kandungan nitrogen di nanodiamond yang dihasilkan dari proses pemurnian setelah-sulit untuk menghapus. Sebagai suatu hal yang menarik, sebagian besar penelitian tentang sintesis peledakan telah dilakukan di pabrik militer atau komersial; demikian beberapa laporan yang tersedia untuk komunitas ilmiah. Oleh karena itu, metode yang terbaik adalah untuk mengembangkan teknik baru untuk sintesis nanodiamonds baik tersebar dan murni. Baru-baru ini, lebih banyak penelitian juga tentang aspek energi yang rendah, biaya rendah, mudah dikontrol, beberapa produk sampingan, dikendalikan berukuran, dan skala besar telah dilaporkan di literatur terkait, seperti deposisi uap kimia microwave plasma [8], filamen panas uap kimia deposisi, ablasi pulsa laser [9], iradiasi elektron [10], dan energi tinggi sinar-X difraksi [11]. 1.4. Bawang-Seperti Karbon (BKO) Ugarte [12] pada tahun 1992 melaporkan bahwa partikel jelaga karbon dan struktur graphitic tubular yang dipancarkan oleh intens elektron-beam dan direorganisasi menjadi partikel quasispherical. Selanjutnya, Harris dan Tsang [13] pada tahun 1997 mempelajari struktur dua karbon nongraphitizing khas dengan perlakuan panas. Mereka mengamati struktur fullerene seperti dekat dengan nanopartikel karbon. Kemudian, model baru untuk nongraphitizing karbon diusulkan yang berbeda dengan wakil-wakil lain dari keluarga karbon grafit, fullerenes, dan nanotube. Bawang-seperti karbon (BKO) memiliki 3-8 struktur shell graphitic tertutup dengan inti berongga. Diameter luar berada di kisaran 20-100 nm. Nanopartikel polyhedral dipamerkan baik selaras konsentris dan tinggi tingkat struktur simetri. Bentuk Quasispherical, ukuran nanometer, dan spesifisitas permukaan BKO telah menarik perhatian besar. Beberapa rute yang dikembangkan dari sintesis bawang karbon termasuk arc discharge, iradiasi tinggi-elektron, deposisi uap kimia, frekuensi radio plasma dan implantasi ion karbon dosis tinggi ke dalam logam, dan anil termal nanopartikel berlian [14]. Penelitian-penelitian saat ini pada BKO terbatas karena reaksi terkendali, banyak produk sampingan, peralatan yang kompleks, dan biaya tinggi. Saat ini, yang paling BKO disintesis menggunakan anil vakum nanodiamond pada suhu tetap