摘要 假設(shè)碳管生長(zhǎng)過(guò)程中始終保持閉口,那么通過(guò)碳原子簇C2的連續(xù)吸附實(shí)現(xiàn)了碳管的軸向生長(zhǎng)。碳管的閉口是由端部形成五邊形環(huán)造成的。在碳管端部的五邊形缺陷有助于這些碳原子簇的吸附,為了重構(gòu)頭...
假設(shè)碳管生長(zhǎng)過(guò)程中始終保持閉口,那么通過(guò)碳原子簇C2的連續(xù)吸附實(shí)現(xiàn)了碳管的軸向生長(zhǎng)。碳管的閉口是由端部形成五邊形環(huán)造成的。在碳管端部的五邊形缺陷有助于這些碳原子簇的吸附,為了重構(gòu)頭部的帽形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),構(gòu)成五邊形的鍵必須重新斷開(kāi)。該模型解釋了低溫下碳管的生長(zhǎng)過(guò)程。在低溫范圍內(nèi),由于在開(kāi)口生長(zhǎng)機(jī)制中起重要作用的懸鍵變得不穩(wěn)定,所以此時(shí)碳管更利于閉口生長(zhǎng)。但對(duì)于合成溫度可以達(dá)到4000℃的電弧來(lái)說(shuō),很難用核模型解釋所觀(guān)察到的碳管結(jié)構(gòu)。例如,該模型不能解釋為什么在多壁納米碳管的生長(zhǎng)過(guò)程中內(nèi)層的長(zhǎng)度與外層的不同。此外,在如此高的溫度下,碳管沿徑向和軸向同時(shí)生長(zhǎng),所有的同軸碳管將瞬時(shí)形成,表明這種生長(zhǎng)更傾向開(kāi)口生長(zhǎng)。
開(kāi)口生長(zhǎng)模型認(rèn)為碳管在生長(zhǎng)過(guò)程中始終保持開(kāi)口。碳原子加入到其開(kāi)口端而導(dǎo)致其生長(zhǎng),如果納米碳管是手性的,則在活性懸鍵邊緣吸附C2原子簇,并將在開(kāi)口端增加一個(gè)六邊形環(huán)。C2原子簇的連續(xù)吸附將導(dǎo)致手性碳管的連續(xù)生長(zhǎng)。然而,在非手性邊緣,要形成六邊形環(huán)而不是五邊形環(huán),就必須引入C3原子簇。五邊形環(huán)的加入將導(dǎo)致納米碳管的正向彎曲,這樣就形成了碳管帽。