Quelltext der Seite Carbon Nanobud

[[Datei:NanobudComputations70%.jpg|mini|Computermodelle einiger stabiler Nanobudstrukturen]]
'''{{lang|en|Carbon NanoBuds}}''' (CNB) sind eine 2006<ref>{{Literatur |Autor=Esko<!-- im off. Zeitplan Esco--> Kauppinen |Titel=Carbon NanoBud, combines the properties of carbon nanotubes and fullerenes |Sammelwerk=Nanofair 2006, 5th International Nanotechnology Symposium New Ideas for Industry |Datum=2006 |Seiten=8 |Online={{Webarchiv |url=http://www.vdi-wissensforum.de/fileadmin/pdf/108608.pdf |text=PDF |wayback=20061005023925}}}} {{Webarchiv |url=http://www.vdi-wissensforum.de/fileadmin/pdf/108608.pdf |text=Carbon NanoBud, combines the properties of carbon nanotubes and fullerenes |wayback=20061005023925 }}</ref> neu entdeckte Modifikation des [[Kohlenstoff]]s in Form von [[kovalent]] aneinander gebundenen [[Molekül]]en aus einwandigen<ref>{{Literatur |Autor=Albert G. Nasibulin, Anton S. Anisimov, Peter V. Pikhitsa, Hua Jiang, David P. Brown, Mansoo Choi, Esko I. Kauppinen |Titel=Investigations of NanoBud formation |Sammelwerk=Chemical Physics Letters |Band=446 |Nummer=1–3 |Datum=2007 |Seiten=109–114 |Online=http://www.fyslab.hut.fi/nanomat/PDF%20publications/Nanobud%20mechanism%20CPL%202007.pdf |Format=PDF |KBytes= |DOI=10.1016/j.cplett.2007.08.050}}</ref> [[Kohlenstoffnanoröhre]]n und [[Fullerene]]n. Dabei sind die C<sub>60</sub><ref name="Wu">{{Literatur |Autor=Xiaojun Wu, Xiao Cheng Zeng |Titel=First-Principles Study of a Carbon Nanobud |Sammelwerk=[[ACS Nano]] |Band=2 |Nummer=7 |Datum=2008 |Seiten=1459–1465 |DOI=10.1021/nn800256d}}</ref> und C<sub>70</sub> Fullerene an die äußere Oberfläche der einwandigen Kohlenstoffnanoröhrchen ({{enS|single-walled carbon nanotubes}}, SWCNTs) gebunden.

== Geschichte ==
Die vier Mitglieder der Forschungsgruppe (Esko Kauppinen, David Brown, Albert Nasibulin und Hua Jiang) an der [[Technische Universität Helsinki|Technischen Universität Helsinki]] gründeten die finnische Firma [[Canatu Oy]], welche die Patente an dem neuen Material und dem Herstellprozess hält.<ref name="nanowerk">''[http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=1561.php Novel carbon nanomaterial combines benefits of fullerenes and nanotubes]'' nanowerk, 2007</ref>

Gefunden wurden sie bei Versuchen, einwandige Kohlenstoffnanoröhren herzustellen. Die in einem Standardreaktor erzeugten Nanoröhren schienen mit einer Schicht von geklusterten C-[[Atom]]en beschichtet zu sein.  Bei der Untersuchung mit dem [[Elektronenmikroskop]] stellte man fest, dass die meisten Elemente dieser Beschichtungen Fullerene waren. Bei der weiteren Untersuchung mit einem [[Transmissionselektronenmikroskop]] (TEM) wurde festgestellt, dass diese Fullerene ortsfest waren, sich also nicht über die Oberfläche der Nanoröhrchen bewegten. Dies war untypisch für dieses Stoffgemisch und setzte eine starke Bindung der Fullerene an die Nanoröhrchen voraus. Dies wurde dann in mehreren Tests bestätigt.

Die Untersuchungen mit [[UV-Spektroskopie]] ergaben, dass es sich um elliptische C<sub>70</sub>-Fullerene handelte. Die Ursache dafür war das Vorhandensein von [[Sauerstoff]] in jedem der Bälle. Durch Untersuchung mit [[Infrarotspektroskopie]] konnten [[Ether]] und [[Ester]] nachgewiesen werden. Diese Komponenten sind mit hoher Wahrscheinlichkeit für die Bindung der Fullerene und der Nanoröhrchen verantwortlich.<ref>[http://www.physorg.com/news94478341.html New Nanomaterial, 'NanoBuds,' Combines Fullerenes and Nanotubes]</ref>

== Eigenschaften ==
In den CNBs sind die Eigenschaften von Fullerenen und Nanoröhren vereint, wobei die mechanischen Eigenschaften und die [[Elektrische Leitfähigkeit]] denen der zu Grunde liegenden Nanoröhre gleichen, während die stark gekrümmten Fullerenoberflächen zur [[Feldemission]] dienen können. An zufällig ausgerichteten Nanobuds wurde schon gezeigt, dass diese sich durch eine extrem geringe [[Austrittsarbeit]] bei der Feldemission von Elektronen auszeichnen. Alle CNBs sind [[Halbleiter|halbleitend]].<ref name="Wu" />

== Herstellung ==
Die CNBs können in einem kontinuierlichen arbeitenden [[Aerosol]]-Reaktor hergestellt werden. Über die Reaktionsparameter kann die Dichte der Belegung mit Fullerenen gesteuert werden.

== Erwartete Anwendungen ==
Aus den Erkenntnissen der Fullerenchemie wird geschlossen, dass sich solche Hybridstoffe, bedingt durch die höhere Reaktivität des angehängten Fullerens, für viele Anwendungen eignen könnten.
*Die gebundenen Fullerenmoleküle sind beispielsweise als Anker vorstellbar, die das Verrutschen der Nanoröhren in zusammengesetzten Stoffen verhindern, was deren mechanische Eigenschaften verbessern würde.
* Durch die [[Feldemission]]<nowiki />scharakteristik sind dadurch neue [[Feldemissionsdisplay]]s (FED) und Hintergrundbeleuchtungen vorstellbar.<ref name="nanowerk" />
* Der Einsatz in durchsichtigen und flexiblen Displays ist ebenfalls möglich, da die benötigten Spannungen für die Emission sehr gering sind.

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=Albert G. Nasibulin, Peter V. Pikhitsa, Hua Jiang, David P. Brown, Arkady V. Krasheninnikov, Anton S. Anisimov, Paula Queipo, Anna Moisala, David Gonzalez, Gunther Lientschnig, Abdou Hassanien, Sergey D. Shandakov, Giulio Lolli, Daniel E. Resasco, Mansoo Choi, David Tomanek, Esko I. Kauppinen |Titel=A novel hybrid carbon material |Sammelwerk=[[Nature Nanotechnology]] |Band=2 |Nummer=3 |Datum=2007 |Seiten=156–161 |DOI=10.1038/nnano.2007.37}}
* [[Esko I. Kauppinen]]: [http://endomoribu.shinshu-u.ac.jp/nt06/presentations/NT06Tutorial-Kauppinen.pdf ''Carbon Nanobud Synthesis Tutorial''] Vortrag, NT06, Nagano, 18. Juni 2006. (PDF; 19,6 MB)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Kohlenstoffmodifikation]]
[[Kategorie:Nanowerkstoff]]
[[Kategorie:Polycyclischer Carboaromat]]