1.2. Көміртекті нанотүтікшелерді алу жолдары
1.2.1. Термиялық ыдырату (термическое распыление)
Көміртекті нанотүтікшелерді алудың ең кең тараған түрі He немесе Ar атмосферасында жанатын дуговой разряд плазмасындағы графиттік электродтың термиялық ыдырауы.бұл әдіс алғашында көпқабатты нанотүтікшелерді алуда қолданылған, кейіннен әдісті түрлендіру арқылы бірқабатты нанотүтікшелерді де алатын болды. Дуговой разрядта анод пен катод арасында кернеу 20 – 25В , тұрақтандырылған ток 50 – 100А, электрод аралық қашықтық 0.5 – 2мм және Не қысымы 100 – 500 Торр болғанда анод материалының интенсивті ыдырауы жүреді. Ыдарау өнімдері разрядная камераның салқындатылған қабырғаларына, сондай – ақ анодпен салыстырғанда әлдеқайда салқын катод бетіне осаждаются. Катодтық осадокта көпқабатты нанотүтікшелер де бар. Пайда болатын нанотүтікшелердің санына көп факторлар әсер етеді, соның ішіндегі маңыздысы Не қысымы мен доға тогы. Нанотүтікшенің максимал санын тұрақты жануға қажет минимал доға тогы кезінде аламыз. Дуговой разряд жолымен алынған көпқабатты нанотүтікшелер,әдетте, оське параллель концентрленген графен қабаттарынан тұрады. Осы әдісті жетілдіру,оның ішінде анодта катализатор ретінде Ni мен Y2O3 қоспаларын қолдану арқылы бірқабатты нанотүтікшелерді өсіру мүмкіндігін берді. Синтез барысында нанотүтікшелер өздіктерінен пучоктарға бірігеді. Пучоктағы нанотүтікшенің орташа диаметрі 1.3 нм. Осы әдісті жүзеге асыратын қондырғы 1.2.1 суретте көрсетілген.
Сурет 1.2.1. граммдық мөлшерде нанотүтікшелерді алуға арналған электрдоғалық қондырғының схемасы: 1 – графитті анод; 2 – құрамында нанотүтікше бар тұнба; 3 – графитті анод; 4 – электрод аралық қашықтықты қадағалайтын қондырғы; 5 – камера қабырғасы. Нұсқағыш суытыға қолданылатын су бағытын көрсетеді.
1.2.2. Лазерлі ыдырату (лазерное распыление)
Бұл әдісте графитті нысан инертті газ (He немесе Ar) атмосферасындағы импульсты лазерлі сәулелену салдарынан ыдырайды. Графитті нысан температура 1200Со жағдайында буферлік газ ағатын кварцтелген түтікте орналасады. Фокустаушы линзалар жүйесінің көмегімен лазерлі сәуле нысан материалының бірқалыпты булануын қамтамасыз ету үшін графитті нысанның жоғарғы қабатын сканерлейді. Нәтижесінде алынатын бу инертті газ ағынына қосылады да, жоғары температуралы аймақтан төмен теипературалы аймаққа өтеді, ал құрамында нанотүтікшесі бар сажа сумен салқындатылатын мыс подложкаға тұндырылады. Доғалық әдістегі сияқты соңғы материалдың бірнеше түрін аламыз. Экспериментте нысан ретінде таза графит қолданылды, нәтижесінде ұзындығы 300 нм, 4 – 24 графендік цилиндрден құралған көпқабатты нанотүтікше алынды. Бұндай нанотүтікшелердің бастапқы материалдағы құрылымы мен концентрациясы негізінен температурамен анықталады. 1200Со температурада бақылаудағы барлық нанотүтікшелер ақаусызболып. Ұштарында қалпақшасы болған. Синтездеуші температураны 900Со дейін төмендеткенде нанотүтікшелерде ақаулар пайда болды және осы ақаулар саны температура төмендеген сайын арта түскен. Нысанға аз мөлшерде ауыспалы металдарды қосқанда, конденсация өнімдерінде бірқабатты нанотүтікшелер байқалады.[2].