19. Кванттық шұңқырлар,сымдар және нүтелер.

Үлгінің өлшемін ірі (макроскопиялық ) мәннен, мысалы, метр немесе сантиметрден өте кіші мәнге дейін бірқалыпты кішірейтсе, олардың қасиеттері бастапқыда өзгермейді, 100 нанометрден кіші өлшемдерде қасиеттері қатты өзгеріске ұшырайды.Егер үлгінің өлшемі бір өлшеу бағытында нанометрлі масштабта, ал қалған екі бағытта ірі болса, онда алынған құрылым кванттық шұңқыр деп аталады.

Көлем Шұңқыр Сым Нүкте

1.1-сурет. Тікбұрышты наноқұрылымдардың бірізділігі

Ал екі өлшеу бағыты бойынша нанометрлі үшіншісі ірі болса, мұндай нысанды кванттық сым деп атайды.

Өлшемдері үш өлшеу бағыты бойынша нанометрлі диапазонда болатын өлшемдерді кішірейтүдің ең кіші шекті жағдайын кванттық нүктелер деп атайды.

Көлем Шұңқыр Сым Нүкте

1.2-сурет. Дөңгелек наноқұрылымдардың бірізділігі

Ультракіші масштабта заттың кванттық-механикалық табиғаты өзгеріске ұшырайтындығына байланысты бұл үш типті құрылымдарға «кванттық» теңеуі жалғанады.

1.1–суретте тікбұрышты геометрия үшін өлшемдердің кішіреюі бейнеленген. 1.2–суретте дәл осы үдеріс қисық сызықты геометрия үшін көрсетілген

20. Нанобөлшектердің талшық тәрізді формасының морфологиясы

Нанобөлшектердің талшықтәрізді формасының морфологиясы. КН талшықтары «архитектурасы» әртүрлі болып келеді. Оларда графен қабаттары талшық осіне перпендикуляр немесе оған белгілі бір бұрышпен орналасуы мүмкін. Ішкі қуыстары толтырылған және периодты бөгеулерден тұратын типтік бамбуктәрізді құрылым. Графитті жоғары қысымда буландыру арқылы наноталшықтардың бір түрі – сфералық бөліктері бар КНТ алуға болады. КНТ мен КНЖ өздерінің тұрақтылықтары бойынша да ерекшеленеді.

КНТ-дің морфологиясы мен құрылысы сыртқы әсерлерден өзгеруі мүмкін. Мысалы, диаметрлері 10-60 нм болатын аморфты КНТ-ді инертті ортада 1700-2000ºС күйдіру олардың графенді қабат түзе кристалдануы алып келеді. Үдеріс екі сатымен өтеді (1-сурет): бірінші сатыда кішкене графитті кристаллиттер түзіледі, ал екінші сатыда кристаллиттер қайта бағытталып, үлкейеді және турбостратикалық графит тәрізді, реттелген үшөлшемді құрылым түзеді.

Бір-біріне кидірілген қиылған конустәрізді КНЖ жоғары температуралық күйдіру цилиндрлік қабырғалары бар КҚКНТ түзілуіне алып келеді. Аралық сатылар кезінде сыртқы цилиндрлік қабаты бар, ал ішкі қабаттарына цилиндрлік ретте орналасқан графен қабаттары бар құрылымдар түзілетіні анықталған.

КҚКНТ морфологиясы механикалық сыртқы әсерден өзгеріске ұшырайды. Мысалы, шарлы диірменде КҚКНТ ұзақ уақыт ұсақтау түтікшелердің қысқаруына, майысуына және ашылуына алып келеді. Нәтижесінде, түтікшелердің сорбциялық сыйымдылығы мен меншікті беттік ауданы артады. Бұл кезде агрегаттар мөлшері кішірейіп, КҚКНТ ішкі қабаттары ажырауы мүмкін.