|
Carbon nanotubes find many application in diverse areas, such as fibers in composite materials, as sensors, actuators, transistor components, etc. The electronic and optical properties of CNTs, however, are strongly dependent on the CNT chirality, i.e., on the exact CNT structure.
|
|
Koolstof nanobuisjes (Engels: Carbon Nanotubes, CNTs) zijn zeer geschikt voor allerlei toepassingen, zoals vezels in composietmaterialen, als sensoren, actuatoren, transistorcomponenten, enz. De elektronische en optische eigenschappen van CNTs zijn echter sterk afhankelijk van hun chiraliteit, dwz., de manier waarop het hexagonale koolstofnetwerk is opgerold. Deze chiraliteit wordt bepaald tijdens het groeiproces, en dus is het zeer belangrijk om dit groeiproces te kunnen controleren. De eerste doelstelling van dit project is dan ook het ontrafelen van het groeimechanisme van CNTs en het begrijpen van de invloed van de katalysator op de resulterende chiraliteit aan de hand van dichtheidsfunctionaal (DFT) berekeningen. Uit experimenteel werk blijkt dat bi- en multimetallische katalysatoren geschikt kunnen zijn voor chiraliteitsspecifieke groei. Daarom zou een generieke screening procedure die in staat is om snel en goedkoop mogelijke multimetallische katalysatorkandidaten voor het groeiproces te selecteren zeer nuttig zijn. Het ontwikkelen van een dergelijke procedure is daarom de tweede doelstelling van dit project. De screening zal bestaan uit 1 thermodynamische en 2 kinetische screenings. Hiertoe zullen DFT berekeningen uitgevoerd worden voor verschillende bimetallische katalysatoren. CNTs met verschillende chiraliteiten zullen gemodelleerd worden, en tevens een aantal CNTs met defecten. De combinatie van deze screenings zal leiden tot onze twee einddoelen: een correcte reproductie van chiraliteitsgecontroleerde groei voor een gekende klasse van bimetallisme katalysatoren, en de voorspelling van mogelijke chiraliteitsgecontroleerde groei voor ongekende combinaties van katalysatoren, die experimenteel geverifieerd kunnen worden in samenwerking met Tohoku University (Japan).
|