Crystallisation inside fullerene related structures

Sloan, Jeremy; Cook, J.; Green, Malcolm L. H.; Hutchison, J. L.; Tenne, Reshef

doi:10.1039/a700035i

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“…Encapsulation of a second phase inside carbon nanotubes o ers a new avenue to investigate dimensionally conÿned phase transitions [9,10]. When pure liquid water is encapsulated inside narrow carbon nanotubes, water molecules would be expected to line up into some quasi-one-dimensional structures, and on freezing, may exhibit quite di erent crystalline structures from bulk ice.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

How does water freeze inside carbon nanotubes?

Koga

Gao

Tanaka

et al. 2002

Physica A: Statistical Mechanics and its Applications

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Phase behavior of quasi-one-dimensional water conÿned inside a carbon nanotube is studied in the thermodynamic space of temperature, pressure, and diameter of the cylindrical container. Four kinds of solid-like ordered structures-ice nanotubes-form spontaneously from liquid-like disordered phases at low temperatures. In the model system that comprises of TIP4P water molecules interacting with each other via short-range Lennard-Jones and long-range Coulomb site-site potentials under a periodic boundary condition in the axial direction, the phase change occurs either discontinuously or continuously depending on the path in the thermodynamic space. That the isotherms for a given diameter are found to be similar to those around the liquid-gas critical point of uids suggests existence of a phase boundary terminated by a critical point. The apparently-complex phase behavior is accounted for by noting that the phase boundaries are layered surfaces in the three-dimensional thermodynamic space and some of the surfaces are terminated by critical lines.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

How does water freeze inside carbon nanotubes?

Koga

Gao

Tanaka

et al. 2002

Physica A: Statistical Mechanics and its Applications

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“…The confined environments of nanotubes permit the formation of unique encapsulated low dimensional structures with unusual properties compared with the bulk with possible applications as nano-catalysts, electronic devices and magnetic tapes [4,5]. Most of the previously reported methods for the fabrication of these one-dimensional nanostructures involve multi-step processes, following CNT synthesis [6][7][8].…”

mentioning

confidence: 99%

Single step process for the synthesis of carbon nanotubes and metal/alloy-filled multiwalled carbon nanotubes

2007

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A single-step approach for the synthesis of multi-walled nanotubes (MWNT) filled with nanowires of Ni/ternary Zr based hydrogen storage alloy has been illustrated. We also demonstrate the generation of COfree hydrogen by methane decomposition over alloy hydride catalyst. The present work also highlights the formation of single-walled nanotubes (SWNT) and MWNTs at varying process conditions. These carbon nanostructures have been characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), high resolution TEM (HRTEM), Energy dispersive X-ray analysis (EDX) and Raman spectroscopy. This new approach overcomes the existing multi-step process limitation, with possible impact on the development of future fuel cell, nano-battery and hydrogen sensor technologies.

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“…Como esperado, ocorreu uma seleção por tamanho no encapsulamento das proteínas. É interessante notar que uma parcela dos nanotubos apresenta condutividade metálica, característica que em combinação com a seletividade por tamanho e com a forte interação proteína/suporte aponta para biosensores potenciais 35 .…”

Section: Aplicações Biotecnológicasunclassified

Tecnologia dos nanotubos de carbono: tendências e perspectivas de uma área multidisciplinar

2004

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Recebido em 3/11/03; aceito em 26/4/04; publicado na web em 27/8/04 TECHNOLOGY OF CARBON NANOTUBES: TRENDS AND PERSPECTIVES OF A MULTIDISCIPLINARY AREA. An overview of the properties of carbon nanotubes is presented as a function of the structural characteristics and of the method of synthesis of these novel advanced materials. Emphasis is given to the catalytic decomposition of hydrocarbons over metal-supported catalysts and also the role of the support in obtaining homogeneous carbon nanotubes in high yelds is discussed. Some potential and real applications of carbon nanotubes are presented in a perspective view.Keywords: carbon nanotubes; sol-gel; nanotechnology. INTRODUÇÃOA nanotecnologia vem despertando muito interesse nas comunidades científicas, e principalmente ao longo das últimas décadas muitos esforços foram feitos no sentido de atingir o tão desejado controle em nível atômico e molecular sobre os processos industriais. Com o surgimento dos materiais nanométricos, e em função deles, novas téc-nicas de caracterização foram projetadas e implementadas.Um dos frutos desse interesse pelo domínio das pequenas dimensões foi a obtenção serendípica dos nanotubos de carbono (NC) sintetizados pela primeira vez em 1991 por Iijima 1 , usando o processo de pirólise de grafite em plasma sob atmosfera controlada de hélio. Apesar da contemporaneidade dessa descoberta, é curioso notar que já em 1889, numa patente norte-americana, foi relatado que filamentos de carbono podem ser formados a partir de hidrocarbonetos, em cadinhos de metal em altas temperaturas 2 . Pode-se dizer que a descoberta de Iijima, em conjunto com os fulerenos descobertos por Kroto, Smalley e Curl em 1985 3 , abriu uma nova fronteira na química e na física do carbono.A diversidade das aplicações, reais ou potenciais, dos NC, assim como a necessidade de controlar as morfologias apropriadas para sua utilização, fazem da pesquisa nesta área do conhecimento um trabalho de característica eminentemente multidisciplinar, envolvendo fatores que definem o sucesso de suas aplicações, tais como rota de síntese, processamento em formas variadas e qualidade dos NC.O presente trabalho tem por objetivo mostrar as características principais dos NC, os métodos de síntese, purificação e isolamento, caracterização, manipulação e algumas aplicações desses novos materiais carbonosos. Em especial, a ênfase deste trabalho são os nanotubos de carbono de paredes múltiplas. Nanotubos de carbonoOs NC são formados de arranjos hexagonais de carbono que originam pequenos cilindros. Eles usualmente têm uma faixa de diâmetro de poucos angstrons a dezenas de nanômetros e podem ter comprimento acima de vários centímetros 4 . Do ponto de vista estrutural, há dois tipos de NC que podem apresentar alta perfeição 5 : os nanotubos de carbono de parede simples (NCPS), que podem ser considerados como uma única folha de grafite enrolada sobre si mesma para formar um tubo cilíndrico, e os nanotubos de carbono de parede múltipla (NCPM) que compreendem um conjunto de nanotubos concêntricos, n...

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Crystallisation inside fullerene related structures

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How does water freeze inside carbon nanotubes?

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Single step process for the synthesis of carbon nanotubes and metal/alloy-filled multiwalled carbon nanotubes

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