Herstellung von Nanoröhrchen durch Wetting
Hintergrund
Nanoröhrchen sind von großem potentiellem Interesse für eine
Vielzahl von Anwendungen wie Speicherung, Transport, Separation, in der
Medizin und Pharmazie (Medikamentation) und für photonische und
elektronische Anwendungen. Wichtig ist dabei ein einheitlicher
Durchmesser, ein einheitliches Achsenverhältnis und eine hohe Ordnung
der Nanoröhrchen (hexagonal).
Wetting neben Templatverfahren
Das grundlegende Prinzip ist die spontan stattfindende Beschichtung
von porösen, hochgeordneten Materialien wie Aluminiumoxide oder
Silikaten mit Materialien niedriger Oberflächenenergie (Polymere) aus
deren Schmelze oder Lösung, wobei die Beschichtungsstärke
typischerweise wenige 10nm beträgt. Die Template werden durch
elektrochemische, lithographische und Stempel- (Imprint) Prozesse
hergestellt. Durch selektives Entfernen der porösen Template erhält man
Nanoröhrchen mit Achsenverhältnissen bis zu 10000 und Außendurchmessern
von weniger als 50 nm.
Prinzip des Wetting-Prozesses
Nanoröhrchen mittels Wetting
Nanoröhrchen wurden bereits für eine große Anzahl an Polymeren wie Polymethylmethacrylat (PMMA), Polystyrol (PS), Polyvinylidenfluorid (PVDF) und aus Hochleistungspolymeren wie Polyetheretherketon (PEEK) und Polytetrafluorethylen (Teflon PTFE) mit definiertem Durchmesser und Achsenverhältnis verwirklicht. Werden die Nanoröhrchen mit metallorganischen Precursormolekülen gefüllt, können zudem metallische Kabel (z.B. Pd) erhalten werden.
| Hexagonal geordnetes Silizium-Templat |
Hexagonal geordnete PMMA-Röhrchen |
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| Hochmolekulares Polystyrol (M = 800.0000 g/mol) | PTFE-Nanoröhrchen |
Gegenwärtige Forschung
- Nanoröhrchen mit eingebrachten Halbleitermaterialien für photonische Anwendungen
- Nanoröhrchen mit ferro- bzw. piezoelektrischen Eigenschaften
- Nanoröhrchen als Katalysator
- Nanoröhrchen in der Medizin (z.B. Medikation)
Mehr Informationen auf dieser Seite
- Nanoröhrchen durch Templatbenetzung: Ein Baukastensystem, Martin Steinhart, Ralf B. Wehrspohn, Ulrich Gösele, Joachim H. Wendorff, Angew. Chem, eingereicht
- Nanoshell tubes of ferroelectric lead zirkonate titanate and barium titanate Y.Luo, I.Szafraniak, N.D.Zakharov, V.Nagarjan, M. Steinhart, R. Wehrspohn, J.H.Wendorff, , R. Ramesh, A.Alexe, Appl. Phys. Lett. 83,July 14, 2003
- Curvature_directed Crystallisation of Polyvinylidene Difluoride in Nanotube Walls, M. Steinhart, S. Senz, R.B.Wehrspohn, U. Gösele, J.H.Wendorff, Macromolecules 36, 3646 (2003)
- Light-emitting Hg TeQuantum Dot/Polymer Nanotubes by Wetting of Porous Templates, S. Richter, M. Steinhart, N. Gaponik, A.Eychmüller, H. Hoffmeister, R. Wehrspohn, J.H.Wendorff, A. Rogach, M. Zacharias, Mat. Chemistry, submitted
- Palladium Nanotubes with Tailored Wall Morphologies, M.Steinhart, Z.Jia, A.Schaper, R. Wehrspohn, U.Gösele, J.H.Wendorff, Adv. Mat. 15, 706 (2003)
- Polymer Nanotubes by Wetting of Ordered Porous Templates Steinhart, M:, Wendorff, J.H., Greiner, A., Wehrspohn, R.B., Nielsch, K., Schilling, J., Gösele, U., Science 2002, 296, 1997
