Особливості утворення комплексів типу «гість–господар» між двошаровими карбоновими нанотрубками та біс(η5-циклопентадієніл)кобальтом
Loading...
Date
2016
Authors
Михайленко, О.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
З використанням методів молекулярної механіки ММ+, напівемпіричного квантово-хімічного
РМ3 та Monte-Carlo досліджено характер розташування молекул біс(η5-циклопентадієніл)кобальту у двошаровій (5,5)@(10,10) карбоновій нанотрубці (ДКНТ) залежно від концентрації інтеркаляту і температури інтеркалювання. Зі зростанням температури (понад ~490 К) відбувається поступове руйнування утворених зв’язків з екструзією міжтрубного інтеркаляту. Подальше підвищення температури до 650–750 К характеризується зовнішньоповерхневою десорбцією
інтеркаляту та врешті-решт стабілізує досліджувану наносистему загалом, зберігаючи лише внутрішньотрубний інтеркалят. Розраховано УФ-спектри (5,5)@(10,10) ДКНТ залежно від концентрації інтеркаляту та визначено константу асоціації системи, яка становить 76,8 л·моль-1.
Description
Unique physical properties of multi-walled nanosystems (especially of graphene-based ones) have been
the subject of keen interest lately. Their specific energy-band structure with a zero band gap and linear
dependency of electron and hole energy spectrum from the wave-vector cause the electric charges to behave
like relativist particles with zero effective mass. Anomalous transportation and field effects open a wide
prospect of their applying in nanoelectronics. Such nanostructures are assumed to be promising spintronics
materials due to the long electron free path, weak spin-orbital interaction, and the long spin scattering.
What is more, the chemical or physical modification of multi-walled nanosystems enables to reveal their
new extraordinary features. Thus, intercalation with atoms (molecules) allows to change the Fermi level
position, relative electron and hole concentration, without considerable changes in energy-band structure
of source nanomaterials.
On the other hand, unique optical, electrical, and magnetic, as well as biological behaviour of
cyclopentadienyl complexes stimulates creation on their base of intercalates with multi-walled CNT
(MWCNT), since the ability of these complexes to coordinate with MWCNT allows to obtain new materials
as effective elements for photo- and magnetosensitive devices, drug delivery, imaging and therapy, as well
to use these materials as an antidetonant in motor and aviation fuels.
By employing the methods of MM+, РМ3 and Monte-Carlo, there has been studied the positioning of
molecules of bis(η5-cyclopentadienyl)cobalt in a double-walled (5.5)@(10.10) carbon nanotube (DWCNT)
depending on intercalate concentration and intercalation temperature. The temperature increase (over
~490 К) causes gradual bond ruining followed by extrusion of interwall intercalate. Further temperature
increase up to 650–750 К is characterised with intercalate external surface desorption, stabilising the
whole system and keeping the interwall intercalate only. There have been calculated the UV-spectra for
(5.5)@(10,10) DWCNT depending on the intercalate concentration as well as an association constant of the
system which makes 76.8 l·mol-1.
Keywords
інтеркалювання, кобальтоцен, двошарова карбонова нанотрубка,, комплекс типу "гість–господар", сорбція, екструзія, термодинамічна стабільність, константа асоціації
Citation
Михайленко О. В. Особливості утворення комплексів типу «гість–господар» між двошаровими карбоновими нанотрубками та біс(η5-циклопентадієніл)кобальтом / Михайленко О. В. // Наукові записки НаУКМА. - 2016. - Т. 183 : Хімічні науки і технології. - С. 77-81.