Адсорбционные свойства однослойных углеродистых нанотрубок типа "CHAIR" (4.4.) и "ZIGZAG" (5.0.) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат химических наук Ашрафулсодот Гасеми

• Ашрафулсодот Гасеми
• кандидат химических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат химических наук Ашрафулсодот Гасеми

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Наноструктуры и их особенности.

1.2. Закономерности поведения наносистем.

1.3. Прикладные аспекты нанохимии.

1.4. Углерод и его аллотропные видоизменения.

1.5. Структура, классификация и некоторые свойства углеродных нанотрубок.

1.6. Открытие и получение углеродных нанотрубок.

ГЛАВА II. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ОДНОСЛОЙНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК (SWCNTs).

2.1. Основы моделирования квантово-химических расчетов.

2.2. Теория функционала плотности (density functional theory - DFT).

2.3. Обобщенный метод квантово химических вычислений — Gaussian.

ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ОДНОСЛОЙНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК (SWCNTs) МОДЕЛЕЙ «CHAIR» (4.4.) И «ZIGZAG» (5.0.).

3.1. Адсорбция молекул кислорода на поверхности однослойных нанотрубок

SWCNTs) типа «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0).

3.2. Адсорбция молекул азота на поверхности однослойных нанотрубок (SWCNTs) типа «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0).

3.3. Адсорбция молекул кислорода и азота однослойной углеродистой нанотрубкой (SWCNT) модели «chair» (4.4), кеппированной водородом.

3.4. Изучение процесса адсорбции молекул кислорода и азота однослойной углеродистой нанотрубкой (SWCNT) модели «zigzag» (5.0), кеппированной водородом.".

3.5. Физическая и химическая адсорбция молекул азота и кислорода нанотрубками (SWCNTs) типа «chair»

4.4).

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Адсорбционные свойства однослойных углеродистых нанотрубок типа "CHAIR" (4.4.) и "ZIGZAG" (5.0.)»

Актуальность темы. В нанохимии взаимодействие наноструктур с окружающей средой имеет свою специфику и особую роль. В исследовании фундаментальных свойств наночастиц необходимо тщательно изучать качественное изменение свойств частицы в зависимости от её размера и компонентов окружающей среды. Внутренний размерный эффект может возникать при изменении структуры частицы и увеличении локализации электронов под влиянием поверхности. В наночастицах значительное число атомов находится на поверхности, соответственно . возрастает и вклад поверхностных атомов в общую энергию системы, что, без сомнения, приводит к изменению физических и химических свойств структур.

С другой стороны, наночастицы хорошо адсорбируют многие газы. Поэтому они широко используются как чувствительные газовые сенсоры. Многие однослойные нанотрубки поглощают молекулы различных газов и при этом изменяются в первую очередь их электрическое сопротивление и электродвижущая сила. Газовые сенсоры отличаются, также, небольшим временем отклика и высокой чувствительностью. По сравнению с обычными твердотельными сенсорами чувствительность нанодатчиков возрастает на несколько порядков. Например, наличие в наночастице 0,02 % И02 увеличивает количество дырок и электропроводность на три порядка. Кроме того, сенсорные материалы на основе нанотрубок миниатюрны, относительно недороги и могут применяться при комнатных температурах.

В связи с этим, во многих промышленных предприятиях и медицинских клиниках, газовые сенсоры играют большую роль для определения экологического состояния среды. Например, при рассеивании газов после аварий, с целью предотвращения их опасного влияния на живые организмы, возникает необходимость в очистке и определении содержания газа в окружающей среде. Сенсоры на основе нанотрубок не позволяют распространяться газам, а малые размеры, хорошие электрические свойства делают их для микросхем незаменимыми.

Указанные выше свойства нанотрубок делают возможными их применение в военной промышленности, космонавтике, подводных лодках, медицине, биологии, современных, совершенных нанотехнологиях, наноэлектронике. Поэтому определение оптимальных размеров углеродных нанотрубок различной модели, исследование процессов адсорбции газов на их поверхности имеет важное теоретическое и прикладное значение.

Необходимо отметить, что исследование наночастиц связано с большими трудностями. Для проведения реальных экспериментов на наноструктурах необходимы сложные и дорогостоящие оборудование и аппаратура, а также отсутствует метрологическое обеспечение таких работ. Поэтому из года в год особую и значимую роль приобретают новые кванто-химические методы расчетов, компьютерное программирование и математическое моделирование поведения нанотрубок, которые могут быть использованы в целях проектирования, анализа и оценки функционирования наномасштабных объектов. Указанные приёмы позволяют решать новые задачи и проводить численные исследования, иногда опережая реальные эксперименты и заполняя пробелы в многообразии возможных условий испытаний и получать достоверные результаты.

Цель работы заключается в определении оптимальных размеров (длины, диаметра и количества атомов углерода) однослойных углеродных нанотрубок (Single-Walled Carbon Nano Tubes - SWCNTs) моделей «chair» («кресло») (4.4) и «zigzag» (5.0) для адсорбции молекул кислорода и азота, исследовании процессов поглощения указанных газов на их поверхности с открытыми и кеппированные водородом концами.

Для достижения поставленной задачи были решены следующие задачи: на базе компьютерных программ и моделирования осуществлена оптимизация основных структур однослойных углеродных нанотрубок (SWCNTs) моделей «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0); 5

- с использованием квантово-химических расчетов на основе теории функционала плотности (density functional theory - DFT), программного уровня B3LYP/6-311G*, а также метода независимых атомных орбиталей (Gauge including atomic orbitals - GIAO) изучена адсорбция молекула азота и кислорода на поверхности основной структуры SWCNTs моделей «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0);

- исследованы процессы поглощения молекул азота и кислорода поверхностью основной структуры SWCNTs, кеппированной водородом

- с помощью Гауссовских программных обеспечений 98 изучены обмен i т параметров ЯМР С и постоянные экранирования;

- исследованы спектры квадрупольного магнитного резонанса основной структуры и адсорбированной молекулами азота и кислорода SWCNTs.

Научная новизна выполненных исследований:

- Впервые с использованием специальной компьютерной программы «Nano tube modeler» осуществлена оптимизация длины и диаметра наноструктуры SWCNTs. Показано, что оптимальным вариантом* для поглощения молекул кислорода и азота является SWCNTs типа «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0) с 40 атомами углерода, длина и диаметр которых равны 7.10 и 4.88 А0, соответственно;

- Изучена адсорбция молекул азота и кислорода на поверхности основной структуры SWCNTs моделей «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0) с использованием квантово-химических расчетов и программного уровня B3LYP/6-311G*, что позволило определить электронное строение наночастиц, рассчитать энергию поглощения, длину связи между атомами, дипольный момент ядер. Показано, что поглощение молекул газа сопровождается экзотермической адсорбцией, а освободившаяся энергия влияет на положение кислорода и азота;

- На основании расчетных данных впервые показано, что энергетически выгодна адсорбция кислорода на внешней поверхности нанотрубок, а азота на одном из её концов;

- Впервые по полученным расчетным данным идентифицировано микроскопическое происхождение чувствительного изменения электрической проводимости наноструктур, молекулы углерода которых связаны с молекулами СЬ и N2 посредством физических сил;

- Квантово - химические расчеты свидетельствуют о том, что адсорбция СЬ существенно влияет на электрическую проводимость Н-кеппированных наноструктур. Это связано с увеличением вероятности туннелирования нанотрубки за счет скачка через молекулярные орбитали;

- Присутствие молекул азота и увеличение электронной плотности повышает электрическое сопротивление системы CNTS, становится причиной возрастания диаметра нанотрубки, что является основанием появления новых свойств и аспектов применения наносистем;

- Впервые показано, что при адсорбции основной структуры SWCNTs моделей «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0), кеппированных водородом атомов азота и кислорода значительно возрастает дипольный момент ядер, что свидетельствует об улучшении порядка в расположении электронных плотностей орбиталей и повышения энергии уровней;

- Отмечено, что тензор химического экранирования углеродных участков зависит в значительной степени от размера трубки и природы соседних орбиталей;

- Согласно вычислениям DFT, адсорбция 02 и молекул N2 чрезмерно влияет на геометрические и электронные свойства структуры (5.0) SWCNT.

13

Обнаружено, что химическое экранирование С можно использовать как показатель природы взаимодействий в SWCNT моделей (4.4) и (5.0);

- Впервые на основании расчетных данных показано, что если наиотрубка кеппирована атомами водорода энергетически выгодна адсорбция азота на внешней поверхности нанотрубок, а кислорода на одном из её концов.

Практическаязначимостьдиссертационнойработы.

Оптимизированные одностенные углеродные нанотрубки с изученными свойствами можно широко использовать в различных направлениях 7 микроэлектроники, медицины, фармакологии, зоологии, ветеринарии, для контроля экологического состояния среды, определения загрязненности атмосферы, воды и почвы, газовых сенсорах, в военной, космической промышленностях, подводных лодках. Кроме того, полученные нами результаты имеют большое образовательное значение, т.к. они используются при выполнении научных работ по новейшим технологиям, курсовых и дипломных работ студентов химического факультетов ТНУ, а также университета Паёми Hyp (Иран). Как показывает опыт, использованные принципы моделирования и квантово химических расчетов можно применять во всех областях химической науки.

Основные положения выносимые на защиту. Данные, полученные по оптимальным длине и диаметру наноструктуры SWCNTs типа «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0) с использованием специальной компьютерной программы «Nano tube modeler»;

- результаты исследования адсорбции молекула азота и кислорода на поверхности основной структуры SWCNTs моделей «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0) (электронное строение наночастиц, величины энергии поглощения, длины связи между атомами, дипольных моментов ядер) с использованием квантово-химических расчетов и программного уровня B3LYP/6-311G*;

- расчетные данные по энергетически выгодным положениям адсорбция кислорода на внешней поверхности нанотрубок, а азота на одном из её концов;

- данные по идентификации микроскопического происхождения чувствительного изменения электрической проводимости наноструктур из-за уплотнения электронных уровней и приближения к металлическому состоянию в результате адсорбции молекулами 02 и N2 на поверхности;

- причины возрастания диаметра нанотрубок за счет увеличения электронной плотности, что становится основанием появления новых свойств и аспектов применения наносистем;

- результаты исследования адсорбции основной структуры SWCNTs моделей «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0), кеппированных атомами водородов атомов азота и кислорода;

- зависимость тензора химического экранирования углеродных участков от размера трубки и природы соседних орбиталей;

- влияние адсорбции 02 и молекул N2 на геометрические и электронные свойства структуры (5.0) SWCNT, возможность использования химического

13 экранирования С как показатель природы взаимодействий в SWCNT моделей (4.4) и (5.0).

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ТНУ «День науки» (2009, 2011 г.г.), IV и VIII конференций физиков Университета Паёми Hyp (Иран, Исфахан, Сори, 2010 г.), республиканской научной конференции «Химия, исследования, преподавание, технологии», посвященной Году образования и технических знаний (Душанбе, 29-30 сентября 2010 г.), I национальной конференции по нанонауке и нанотехнологии (Иран, Университет Паёми Hyp, Сори, 2011), II конференции по применению нанотехнологии в науке, технике и медицине (Иран, Университет Паёми Hyp и Исламский университет ОЗОД, Мешхед, 2011г.), IX национальном конгрессе по химии (Иран, Университет Паёми Hyp, Сори, 2011г.), республиканской конференции «Координационные соединения и аспекты их применения», посвященной Году химии и 60-летию чл. корреспондента АН РТ, д.х.н., профессора Аминджанова A.A. (Душанбе, 13-14 января 2011 г.), Международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования» посвященной 55-летию ТТУ им. М.С.Осими (Душанбе, 13-14 октября 2011 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 работы, в том числе учебники для высших учебных заведений «Наносенсоры» (на английском и яз. форси), 16 статей, 4 из них в журнале, рекомендованном ВАК РФ, 7 - в журналах США и 3 тезиса докладов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав: обзора литературы, современных расчетных квантово-химических методов моделирования наноструктур, результатов расчета различных структурных и энергетических показателей основных и адсорбированных нанотрубок моделей «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0). Работа изложена на 125 страницах компьютерного набора и включает 16 таблиц, 25 рисунков и 160 библиографических ссылок.

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Ашрафулсодот Гасеми

выводы

1. С помощью специальной компьютерной программы «Nano tube modeler» определено, что для поглощения молекул кислорода оптимальными являются нанотрубки изученных моделей с 40 атомами углерода, длина и диаметр которых равны 7.10 и 4.88 А0, соответственно, а для азота -необходимы наноструктуры с теми же параметрами, но с диаметром 2.26 А°.

2. На основании расчетных данных установлено, что энергетически выгодна адсорбция кислорода на внешней поверхности нанотрубок, а азота на одном из её концов, но если концы основной структуры кеппированы атомами водорода - то наоборот, азот поглощается внешней поверхностью, а кислород — адсорбируется на одном из концов трубки.

3. Показано, что тензор химического экранирования атомов С изученных наноструктур в значительной степени зависит от размера трубки и природы

17 15 соседних орбиталей, а измеряемые параметры

ЯМР "О и N можно использовать как показатель природы взаимодействия атомов в SWCNT моделей «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0).

4. Рассчитанные тензоры ЯКР ядер 1бО и 14N EFG в модели «chair» (4.4) показали, что их значения находятся под значительным влиянием взаимодействий атомов структуры SWCNTs, поэтому их также можно использовать как показатель природы взаимодействия атомов в SWCNT модели «chair» (4.4).

5. Присутствие молекул азота и увеличение электронной плотности на поверхности SWCNTs повышает электрическое сопротивление системы, становится причиной возрастания диаметра нанотрубки и основанием для появления новых свойств и аспектов применения наносистем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе выполнен системный анализ отечественной и зарубежной литературы по углеродным нанотрубкам, их механическим, оптическим, электрическим, адсорбционным свойствам, методам получения и областям применения различных наноструктур за последние 15-20 лет. На основе результатов известных исследований и проведенного анализа библиографических даннных сделаны следующие обобщения.

Уникальные и неожиданные электрические, механические и сенсорные свойства наноструктур, их особенности, области применения зависят от количества атомов углерода в нанотрубке, её длины, диаметра, геометрической и электронной' структуры. В связи с этим, получение различных нанотрубок, исследование процессов их взаимодействия с компонентами окружающей среды и выявление все новых аспектов их практического применения являются преоритетными направлениями всех областей естественных наук и техники.

В область практических и экономических интересов входит металлургия, где активно ведутся работы по синтезу и разработке новых наноматериалов и нанотехнологий, т.к. прочность металла с наноструктурой в 1,5 — 2 (иногда и в 3) раза больше, а коррозионная стойкость — в 10-12 раз. Другая область применения нанотрубок связана с их механическими свойствами, это сверхпрочные нити, композитные материалы, нановесы. На удивительнейшем свойстве нанокристаллов - их бездефектности основана новая «наноэлектроника». Создаются многослойные наноструктуры, которые лягут в основу электронных схем будущего.

Однослойные нанотрубки с сенсорными свойствами являются миниатюрными датчиками для обнаружения молекул газовой среды или в растворах с ультравысокой чувствительностью. Такие нанодатчики могут использоваться для мониторинга окружающей среды в оборонной промышленности, медицинских (антибактерициды, антираковые наносистемы непосредственно в опухолевой ткани) и биотехнологических целях.

Современные квантово химические расчеты по своим возможностям значительно превосходят любые из существующих экспериментальных методов, что, несомненно, связано с высокой их достоверностью и информативностью. Экспериментальное определение соответствующих характеристик потребовало бы значительного времени и материальных затрат. Разработанные к настоящему времени расчетные методы и программные пакеты, в частности и Gaussian, применимы для корректной оценки свойств не только микро-, но и различного рода макросистем.

Использование расчетных методов, моделирования различных наноструктур, исследование их физико-химических свойств и эксплуатационных характеристик CNTS имеет большое теоретическое и практическое значение, т.к. они обладают редким сочетанием линейных размеров, удельного веса, деформационных и прочностных показателей, сенсорных свойств, что позволяет применять углеродные наноматериалы в более 500 различных областях науки и техники.

В диссертационной работе с помощью специальной компьютерной программы «Nano tube modeler» и моделирования размеров нанотрубок определено, что для поглощения молекул кислорода оптимальными являются нанотрубки «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0) с 40 атомами углерода, длина и диаметр которых равны 7.10 и 4.88 А0, соответственно, а для азота -необходимы наноструктуры с темиже параметрами, но с диаметром 2.26 А0.

На основании расчетных данных впервые показано, что энергетически выгодна адсорбция кислорода на внешней поверхности нанотрубок, а азота на одном из её концов, но если концы основной структуры кеппированы атомами водорода - то наоборот, азот поглощается внешней поверхностью, а кислород — адсорбируется на одном из концов трубки.

Впервые показано, что тензор химического экранирования атомов ,3С изученных наноструктур в значительной степени зависит от размера трубки и

17 1 ^ природы соседних орбиталей, а измеряемые параметры ЯМР "О и N можно использовать как показатель природы взаимодействия атомов в SWCNT моделей «chair» (4.4) и «zigzag» (5.0).

Рассчитанные тензоры ЯКР ядер 1бО и I4N EFG в модели «chair» (4.4) показали, что их значения находятся под значительным влиянием взаимодействий атомов структуры SWCNTs, поэтому их также можно использовать как показатель природы взаимодействия атомов в SWCNT модели «chair» (4.4).

Присутствие молекул азота и увеличение электронной плотности на поверхности SWCNTs повышает электрическое сопротивление системы, становится причиной возрастания диаметра нанотрубки и основанием для появления новых свойств и аспектов применения наносистем.

Проведенные исследования позволили определить геометрическое и электронное строения наночастиц, энергию поглощения, длину связи между атомами, дипольный момент ядер кислорода, азота и углерода. Показано, что поглощение молекул газа является экзотермическим процессом. Отмечено возрастание дипольных моментов ядер, улучшение порядка в расположении электронных плотностей орбиталей и повышение энергии уровней.

По результатам проведенных исследований разработаны газовые сенсоры, которые применяются в нефтяной промышленности Ирана (акты испытаний приведены в приложении работы).

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Ашрафулсодот Гасеми, 2011 год

1. Сергеев Г.Б. Нанохимия: учеб. пособие / Г. Б. Сергеев // -М.: КДУ. -2006, -336 с.

2. Андриевский P.A. Наноматериалы: концепция и современные проблемы / P.A. Андриевский // Росс. хим. жур. // -2002. -Т. 46. -С. 50-56.

3. Бучаченко A.JI. Нанохимия — прямой путь к высоким технологиям нового века /А.Л. Бучаченко // Успехи химии. -2003. Т.5. -С. 419-437.

4. Петрунин В.Ф. Ультрадисперсные порошки и нанокристаллы два типа ультрадисперсных систем / В.Ф. Петрунин // Екатеринбург. УРО РАН. -2001.-С. 5-11.

5. Gleiter Н. Nanostructured materials: basic concepts and microstructure / H. Gleiter //Acta Materialia -2000. Vol. 48. -P. 1-29.

6. Фролов Ю.В. Получение наноразмерных частиц энергоемких веществ /Ю.В. Фролов, А.Н. Пивкина, С.А. Завьялов // Докл. АН 2002. - Т. 386. -С. 227229

7. Сергеев Г.Б. Химия атомов и наночастиц материалов / Г. Б. Сергеев // Физико-химия ультрадисперсных систем: Сб. науч. тр. V Всерос. копф. Екатеринбург, УРО РАН. -2001. -4.1. С. 12-23.

8. Нанотехнология в ближайшем десятилетии / Под ред. М. К. Роко // -М.: Химия. -2002.-С. 4-41.

9. Мелихов И. В. Тенденции развития нанохимии / И.В. Мелихов // Рос. хим. журн. 2002. - Т.46, № 5. - С. 7-14.

10. Елецкий A.B. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства / A.B. Елецкий // Успехи физ. наук. 2002. - Т. 172, № 4. - С. 401-408.

11. Елецкий А. В. Углеродные нанотрубки / A.B. Елецкий // Успехи физ. наук. 1997. - Т. 167, № 9. -С. 945 - 955.

12. Мюллер А. Нанообъекты на основе оксидов металлов: реакционная способность, строительные блоки для полимерных структур и структурного многообразия / А.Мюллер // Успехи химии. -2003. Т. 71. - С. 1107 - 1119.

13. Помогайло А.Д. Наночастицы металлов в полимерах / А.Д. Помогайло, А.С. Розенберг, И.Е. Уфлянд // М.: Химия. -2000. -279 с.

14. Елецкий А.Б. Углеродные нанотрубки / А.Б. Елецкий // Успехи физ. наук. -1997. Т. 167.-С. 955 -959.

15. Раков Э.Г. Методы получения углеродных нанотрубок / Э.Г Раков // Успехи химии. -2000. Т. 69. № 1. -С. 41- 69.

16. Cook J. Carbon nanotube chemistry / J. Cook, J. Sloan, M.L. Green // Chem. Ind. -1996. -P. 600-601.

17. Никишин В.И. Нанотехнология и наноэлектроника / В.И. Никишин, П.Н. Лускинович // Электронная промышленность. -М.: ЦНИИ Электроника, -1991. №3. -С. 4-13.

18. Соколов В.И. Фуллерены новые аллотропные формы углерода: структура, электронное строение и химические свойства / В.И. Соколов, И.В. Станкевич // Успехи химии. -1993. - Т. 62. -С. 455-473.

19. Щука А.А. Материалы и методы в нанотехнологии: учеб. пособие / А.А. Щука, В.В. Старостин // М.: МФТИ. -2006. -149 с.

20. Сканирующая зондовая микроскопия биополимеров / Под ред. И.В. Яминского // М.: Научный мир. -1997. -247 с.

21. Storhoff J.J. What Controls the Optical Pro perties of DNA Linked Gold Nanoparticle Assemblies / JJ.Storhoff, A.A. Lazarides, R.C. Mucic // J. Am. Chem. Soc. -2000. - Vol. 122. -P. 4640-4650.ч

22. Шевченко В.Я. Наблюдение особенностей структуры ультрадисперсного состояния диоксида циркония методом дифракции синхротронного излучения / В.Я. Шевченко, O.JI. Хасанов, Г.С. Юрьев, Ю.П. Пахолков // Докл. АН. РФ, Сер. химия. -2001. Т. 377. -С. 797-800.

23. Ozin G. Nanochemistry Synthesis in Diminishing Dimensions / G.Ozin // Adv. Mater. -1992. - Vol. 4 -P. 612 - 649.

24. Meyyapan M. Carbon Nanotube Science and applications / M. Meyyapan // Boca Raton, London, New York, Washington, D.C, -2005. P. 304 - 309.

25. Saito R. Physical Properties of Carbon Nanotubes / R. Saito, G. Dresselhaus, M.S. Dresselhaus // Imperial College Press London, -1998. - 259 p.

26. Галямов B.IIL Особенности микроструктуры и сенсорные свойства нанонеоднородных композитных пленок / Б.Ш. Галямов, С.А. Завьялов, Л.Ю. Куприянов //Журн. физ. химии. -2000. Т. 74. - С. 993 -997.

27. Васильев Р.Б. Свойства гетероструктур диодного типа на основе нанокристаллического n-Sn02 на p-Si в условиях газовой адсорбции / Р.Б. Васильев, A.M. Гаськов, М.Н. Румянцева и др. // Физика и техника полупроводников. -2000. Т.74. -С. 993 - 997.

28. Раков Э.Г. Химия и применение углеродных нанотрубок. / Э.Г. Раков // Успехи химии. -2001. Т. 70. № 3. - С. 934 - 973.

29. Smith B.W. Encapsulated С60 in carbon nanotubes / B.W. Smith, M. Monthioux, D.E. Luzzi // Nature (London) 1998. - Vol. 396. - P. 323 - 324.

30. Сергеев Г.Б. Нанохимия металлов / Г.Б. Сергеев // Успехи химии. -2001. -Т. 70.-С. 915-933.

31. Сергеев Г.Б. Криохимия новые реакции, механизмы, материалы / Г.Б. Сергеев // Журн. ВХО им. Менделеева. -1990. - Т. 35. -С. 566 - 575.

32. Неволин В.К. Основы туннельно-зондовой нанотехнологии: учеб. пособие / В.К. Неволин // -М.: МГИЭТ(ТУ). -1996. -279 с.

33. Меууаррап М. Carbon Nanotubes Science And Application. NASA Ames Research Center / M. Meyyappan // Physics.Chem. 2002. - Vol.106. - P. 345 -348.

34. Ivanov V. Catalytic production and purification of nanotubules having fullerene-scale diameters Carbon / V. Ivanov // Phys. Rev. -1995. -V.33. -P. 1727-1738.

35. Barros E.B. Carbon nanotube structures / E.B. Barros, H. Son, G. Samsonidze, A.G. Souza Filho, R. Saito, M.S. Dresselhaus // Phys. Rev. В 76. -2007. P. 45425-45436.51. -http: // en.wikipedia.com / wiki / Fullerene

36. Алферов Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур / Ж.И. Алферов // Физика и техника полупроводников. -1998. —Т. 32. № 1. — С. 3-18.

37. Дьячков П. Н. Углеродные нанотрубки: строение, свойства, применения / П.Н. Дьячков // М.: Бином, - 2006. - 293с.

38. Harris J.F. Carbon Nanotubes and Related Structures: New Materials for the 21-st Century / J.F. Harris // Cambridge University Press. Cambridge. -1999.-ISBN: 0521554462.-296 p.

39. Natsulci T. Effects of carbon nanotube structures on mechanical properties / T. Natsuki, K. Tantrakarn, M. Endo // Appl. Phys. 2004. -Vol. 79. - P. 117-124.

40. Peter J. High-resolution Electron Microscopy Studies of a Microporous Carbon produced by Arc-evaporation / J. Peter, F. Harris // J. chem. soc. faraday trans. -1994. -Vol. 90. -P. 2799 2802.

41. Garm Pedresen T. Biexcitons in carbon nanotubes / Pedresen T. Garm // Fullerens, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2005. - Vol. 13. - P. 338347.

42. Zavalniuk B. Theoretical analysis of telescopic oscillatios in multi walled carbon nanotubes / B. Zavalniuk, S. Marchenko // Low. Temp. Phys. -2011. -Vol. 37 (4). -P. 337-344.

43. Treacy M.J. Exceptionally high Youngs modulus observed for individual carbon nanotubes / M.J. Treacy, T.W. Ebbesen, J.M. Gibson // Nature, -1996. -Vol. 386.-P. 678-680.

44. Dresselhaus M.S., Carbon fibers based on C60 and their symmetry // M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, R. Saito // Phys. Rev. -1992. Vol. 45. -P. 62346242.

45. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. / А.И. Гусев // М.: Физматиздат. -2005. - 297 с.

46. Lu G.H. Electrostatic-Force-Directed Assembly of Ag Nanocrystals onto Vertically Aligned Carbon Nanotubes / G.H Lu, L.Y. Zhu, P.X. Wang, J.H. Chen, D.A. Dikin, R.S. Ruoff, Y. Yu, Z.F. Ren // J. Phys. Chem. 2007. -Vol.111.-P. 17919-17922.

47. Mirkin C.A. Materials chemistry: Semiconductors meet biology / C.A. Mirkin // Nature (London). -2000. -Vol. 405. -P. 625-627.

48. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon / S. Iijima // Nature.- 1991.-Vol. 56. -P. 354-357.

49. Радушкевич JI.B. О структуре углерода, образующегося при термическом разложении окиси углерода на железном контакте. / JI.B. Радушкевич, В.М. Лукьянович // Жур. физ. химии 1952. - Т. 26. №1. -С. 88-95.

50. Endo М. High resolution electron microscope observations of graphitized carbon fibers / M. Endo, A. Oberlin, T. Koyama // Carbon. -1976. -Vol. 14. -P. 133139.

51. Natsuki T. Prediction of elastic properties for single-walled carbon nanotubes /Т. Natsuki, K. Tantrakarn, M. Endo // Carbon. 2004. - Vol. 42. - P. 39-45.

52. Natsuki T. Effects of carbon nanotube structures on mechanical properties / T. Natsuki, K. Tantrakarn, M. Endo // Appl. Phys. 2004. - Vol. 79 - P. 117-124.

53. Буянов P.A. Карбидный механизм образования углеродистых отложений и их свойства на железохромовых катализаторах дегидрирования / Р.А. Буянов, В.В. Чесноков, А.Д. Афанасьев, B.C. Бабенко // Кинетика и катализ. 1977.-Т. 18. -С. 1021-1024.

54. Косаковская 3. Я. Нановолоконная углеродная структура / З.Я. Косаковская, Л. А. Чернозатонский, Е. А. Фёдоров // Письма в журн. эксперим. и теорет. физики- 1992.-Т.56, №26. -С.102-109.

55. Jones D. E. H. (Daedalus). Related Structurs Carbon nanotube / D. E. H. Jones (Daedalus) //New Scientist. -1986. -V.110. -P. 80-88.

56. Елецкий A.B. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства /А. В. Елецкий // Успехи физ. наук, 2002. - Т. 172, №4. - С. 403-405.

57. Garm Pedersen Т. Biexcitons in carbon nanotubes / Pedersen T.Garm // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. -2005. -Vol.13, No.l. -P. 33-39.

58. Pania K.L. Biotransformation of fullerenes / K.L. Pania, V.E. Kurochkin, E.V. Bogomolova, A.A. Evstrapov, G. Spitsyna // Doklady Biological Science, Institute of Chemical Physics. -1997. -Vol. 357. -P. 530-532.

59. Гельфер Я. M. Парадокс Гиббса и тождественность частиц в квантовой механике / Я. М. Гельфер, В, JI. Любошиц, М. И. Подгорецкий // М.: Наука.-1975.-272 с.

60. Ivanov V. Catalytic production and purification of nanotubules having fullerene-scale diameters / V. Ivanov // Carbon. 1995. -Vol. 33, No. 12. -P. 1727-1738.

61. Елецкий A.B. Механические свойства углеродных наноструктур и материалов на их основе /А.В. Елецкий // Успехи физ. наук. — 2007. Т. 177, №3.-С. 233-274.

62. Zhou L.G. Molecular dynamic simulations on tensile mechanical properties of single-walled carbon nanotubes with and without hydrogen storage / L.G. Zhou, S.Q. Shi // Computational Materials Science. 2002. - Vol. 23. - P. 166-174.

63. De Heer W. A. Carbon Onions Produced by Heat Treatment of Carbon Soot and Their Relation to the 217.5 nm Interstellar Absorption Feature // W. A. de Heer, D. Ugarte // Chem. Phys. Lett. -1993. -Vol. 207. -P. 480 486.

64. Natsuki T. Prediction of elastic properties for single-walled carbon nanotubes // T.Natsuki, K.Tantrakarn, M. Endo // Carbon. 2004. - Vol. 42. - P. 39-45.

65. Суздалев И.П. Нанокластеры и нанокластерные системы. Организация, взаимодействие, свойства / И.П. Суздалев, П.И. Суздалев // Успехи химии. -2001.- Т. 70.-С. 203-240.

66. Глухова О.Е. Изучение механических свойств углеродных нанотрубок стручкового типа на молекулярно-механической модели / О.Е. Глухова // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. — 2009. — Т. 12, № 1. С. 69-75.

67. Мюллер А. Нанообъекты на основе оксидов металлов: реакционная способность, строительные блоки для полимерных структур и структурное многообразие /А.Мюллер // Успехи химии. -2003. Т. 71, № 12. - С. 1109 — 1118.

68. Корнилов М. Ю. Нужен трубчатый углерод / М.Ю. Корнилов // Химия и жизнь. -1985. № 8.- С. 55-59.

69. Salvetat-Delmottea J.P. Mechanical properties of carbon nanotubes: a fiber digest for beginners / J.P. Salvetat-Delmottea, A. Rubioc // Carbon. 2002. - Vol. 40. -P. 1729-1734.

70. Ермилов А.Ю. Энергия связи биметаллических кластеров / А.Ю. Ермилов,

71. A.В. Немухин, Г.Б. Сергеев // Изв. АН РФ, Сер. Химия. -1998. Т. 62. -С. 1169-1173.

72. Mowbray By. D.J. Influence of 02 and N2 on the conductivity of carbon nanotube networks / D.J. Mowbray By, C. Morgan, K.S. Thygesen // Phys. Rev. 2009,1. B.63.-Vol.79, P. 345-354.

73. Collins P.G. Extreme oxygen sensitivity of electronic properties of carbon nanotubes / P.G. Collins, K. Bradley, M. Ishigami, A. Zettl // Science.-2000. -Vol.287. -P.1801-1804.

74. Аннин Б.Д. Компьютерное моделирование выпучивания нанотрубки при кручении / Б.Д. Аннин, С.Н. Коробейников, А.В. Бабичев // Сибир. журн. индустр. математики. — 2008. — Т. 11, № 33. — С. 3-22.

75. Kotliar G. Electronic structure calculations with dynamical mean-field theory / G. Kotliar, S. Y. Savrasov, K. Haule, V. S. Oudovenko, O. Parcollet, C. A. Marianetti // Rev. Mod. Phys. 2006. - B. 3. - Vol. 78. - P. 865-951.

76. Глухова O.E. Изучение механических свойств углеродных нанотрубок стручкового типа на молекулярно-механической модели / О.Е. Глухова // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. — 2009. Т. 12, № 1. — С. 69-75.

77. Frisch M.J. Gaussian 98 / M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel // Gaussian Inc., Pittsburgh PA, -1998. - 467 p.

78. Гольдштейн P.B. Дискретно-континуальная модель нанотрубки / P.B. Гольдштейн, А.В. Ченцов // Изв. РАН. МТТ. 2005. -№ 4. - С. 57-74.

79. Пугина Е.В. Моделирование отклика молекулярно-динамической системы поверхностных нанокластеров на изменение потенциала при ионной бомбардировке / Е.В. Пугина, Г.В. Корнич, Т.М. Оникиенко // Складш системи i процеси. 2008. - № 2. -С. 3-7.

80. Майер И. Избранные главы квантовой химии: доказательства теорем и вывод формул / И. Майер // М. - 2006. - Глава 6: Метод Хартри - Фока. -С 197-267.

81. Ландау Л.Д. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика / Л.Д. Ландау, А.И. Ахиезер, Е.М. Лифшиц // М.: Наука, -1965. - 405 с.

82. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация / Т.С Карпова // СПб.: Питер, -2001. - 144 с.

83. Марч Н. Теория неоднородного электронного газа / Н. Марч, В. Кон, П. Вашишта // М.: Мир, -1987. -179 с.

84. Couchman P. R. Thermodynamic theory of size dependence of melting temperature in metals / P. R. Couchman, W. A. Jesser // Nature. -1977. -Vol. 269.-P. 481-483.

85. Meo M. Prediction of Young's modulus of single wall carbon nanotubes bymolecular-mechanics based finite element modeling / M. Meo, M. Rossi // Composites Science and Technology -2006. Vol. 66. - P. 1597-1605.

86. Chang T. Size-dependent elastic properties of a single-walled carbon nanotube via a molecular mechanics model / T.Chang, H.Gao // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2003. -Vol. 51. - P. 1059-1074.

87. Jones R. O. The density functional formalism, its applications and prospects / R. O. Jones, O. Gunnarsson // Rev. Mod. Phys. 1989. - B. 3. - Vol. 61. -P. 689-746.

88. Koch W. A Chemist's Guide to Density Functional Theory. ed. 2 / W. Koch, M. C. Holthausen // - Weinheim: Wiley-VCH. - 2002. - Vol. 71. - P. 1318 -1324.

89. Parr R. G. Density-Functional Theory of Atoms and Molecules / R. G. Parr, W. Yang // New York: Oxford University Press. - 1994. - ISBN: 0195042767. -457 p.

90. Kang H.S. Density Functional Study of Defects in Boron Nitride Nanotubes / H.S. Kang // J. Physical Chemistry. 2006. - В. 110 - P. 4621- 4627.

91. Burke K. Time-dependent density functional theory: Past, present, and future / 1С. Burke, J. Werschnik, E. K. Gross // J. Chem. Phys. -2005.-Vol. 123. -P. 62206-62212.

92. Хартри Д. Расчёты атомных структур / Д. Хартри // М.: ИИЛ, 1960.-В. 256.-138 с.

93. Фок В. А. Начала квантовой механики / В.А. Фок // М.: Наука. -1976. - Ч. 4, - С. 273—279.

94. Майер И. Избранные главы квантовой химии: доказательства теорем и вывод формул. М.: Бином. -2006. - 384 с.

95. Hohenberg P. Inhomogeneous electtron gas / P. Hohenberg, W. Kohn // Phys. Rev. 1964. -Vol. 136. -P. B864- B871.

96. Frisch M. J. Examination of Gaussian-Type Basis Sets on Alkali Metal Iodides, Gaussian 98, Gaussian Inc., Pittsburgh PA / M. J. Frisch, G. W. Trucks, Ii. B. Schlegel // J. Phys. Chem. -1998 . -P.467-474. ISSN 1520-5215 (Online), 1089-5632 (Print).

97. Гасеми А. Наносенсоры (фарси). /А. Гасеми, Ф. Ашрафи, С. Бобоначод, М. Рахимова // -Тегеран.: Ручи Мех. -2011. -375 с.

98. Исследование адсорбции кислорода и азота нанотрубками: учебное пособие (фарси) / С. Бобонаджод, Ф. Ашрафи, А. Гасеми // Иран, Университет, Паёми Hyp. -2010. -50 с.

99. Бобоначод С. Оптимизация углеродистых нанотрубок при адсорбции молекул кислорода / С. Бобоначод, Ф. Ашрафи, А. Гасеми, Солорзаде, Н. Читгар // Матер. VIII конф. физиков Университета Паёми Hyp. Иран, Сори,-2010.-С.218-221.

100. Babanejad S. A. Optimization of adsorption of oxygen gas on Carbon nanotubes surface / S. A. Babanejad, A. Ashrafi, A. Ghasemi, M.M. Rahimova // Archives of Applied Science Research -2010. -Vol.5, № 2. -P. 438-443. ISSN 0975-508X CODEN (USA) AASRC9.

101. Mulla M. Comparison of adsorption of oxygen and nitrogen molecules on the open ended SWCNTS: A computational DFT / M. Mulla, A. Kasimi // Meshkhed University, Department of the nanotechnology. -2010. 13 p.

102. Meyyappan М. Carbon Nanotube, Science and application / M. Meyyappan // Boca Raton, London New York - Washington. - 2005. - 476 p.

103. Perdew P. Generalized gradient approximationfor the exchange-correlation hole of a many-electron system / P. Perdew, K. Burke, Y. Wang // Phys. Rev. -1996. В 54. - P. 16533-16542.

104. Ашрафи Ф. Углеродистые нанотрубки и адсорбция молекул кислорода на их поверхности / Ф. Ашрафи, А. Касими, М.М. Рахимова, З.Н. Юсуфов // Докл. АНРТ. Душанбе. 2010. -Т. 53, № 9. -С.707-710.

105. Kerker G. P. Non-singular atomic pseudo potentials for solid state applications / G. P. Kerker // J. Phys. -1980. -Vol. 13. -P.189-194.

106. Bachelet G. B. Pseudopotentials that work: From H to Pu, American Physical Society / G. B. Bachelet, D. R. Hamann, M. Schluter // Phys. Rev. -1982. B. 26. -P. 4199-4228.

107. Kenneth D. Study Adsorptions on Carbon Nanotube (8.0) / D. Kenneth, J. Jordan// J. Physical Chemistry-2001.-B. 105.-P. 11227-11231.

108. David J. Ab initio simulations of oxygen atom insertion and substitutional doping of carbon nanotubes: Theoretical Methods and Algorithms // J. David, J. Mann, D. Halls // J. Phys. Chem. -2002. -Vol.116, №. 20. P. 9014 - 9020.

109. Ghasemi A. Optimisation Carbon nano-tubes (4,4) for Nitrogen gas adsorption / A. Ghasemi, F. Ashrafi, M. Molla // Isfahan University, Department of the Chemistry. -2010. 52 p.

110. Касими А. Углеродистые нанотрубки и адсорбция азота на их поверхности /А. Касими, Ф. Ашрафи, М.М. Рахимова, 3. Н. Юсупов // Изв. АНРТ. -Душанбе. 2010. -Т. 140, №3. С. 101-107.

111. Ashrafi F. Optimization of Carbon Nanotubes for Nitrogen Gas Adsorption / F.Ashrafi, A.Ghasemi, S.Babanejad // Research Journal of Sciences,

112. Engineering and Technology ISSN. Maxwell Scientific Organization. 2010. -Vol. 2, No. 6.-P. 547-551.

113. Гасеми А. Оптимизация углеродистых нанотрубок моделей (5.0) при адсорбции молекул азота. / А. Гасеми, С. Бобоначод, С.М. Содоти, М. Молла // Матер. IV коиф. физиков Университета Паёми Hyp. Иран, Исфахан. -2010. -С. 28-32. < http: // es.isfpnu.ac.ir >

114. Гасеми А. Оптимизация углеродистых нанотрубок моделей (4.4) при адсорбции молекул азота / А. Гасеми, М. Молла, Ф. Ашрафи, С.М. Содоти // Матер. IV конф. физиков Университета Паёми Hyp. Иран, Исфахан. -2010. -С. 33-38. < http: // es.isfpnu.ac.ir >

115. Molla М. Comparison of Adsorption of oxygen an Nitrogen molecules on the Open ended SWCNTS: a computional DFT / M. Molla, A. Ghasemi // 2 Conf. Apllic. Nanotech. Sci. Mashhad, Iran. -2011. -P. 135-136 .

116. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon / S. lijima // Nature. -1991. -Vol. 56. -P. 354-359.

117. Qi P. Toward large arrays of multiplex functionalized carbon nanotube sensors for highly sensitive and selective molecular detection / P. Qi, O. Vermesh, M. Grecu, A. Javey, Q.Wang, H. Dai, S.Peng, K.J. Cho // Nano Lett. -2003. -Vol. 3.-P. 347-351.

118. Касими А. Адсорбция молекул кислорода и азота однослойной углеродной кеппированной водородом нанотрубкой / А. Касими, М. М. Рахимова, Ф. Ашрафи, С. Бобоначод // Докл. АН РТ. -Душанбе. 2010.- Т.53, № 12. -С. 942 949.

119. Касими А. Исследование адсорбции 02, N2 на однослойной углеродной нанотрубке модели (5,0) , кеппированной водородом /А. Касими, М.М. Рахимова, Ф. Ашрафи, С. Бобонаджод // Докл. АН РТ. -Душанбе. -2011. -Т.54, № 1. -С. 60-66.

120. Dai H. Carbon nanotubes: opportunities and challenges / H.Dai // Surf. Sci. -2002. Vol. 500.-P. 218-241.

121. Давыдов А. С. Квантовая механика. / А. С. Давыдов // 2-е изд. М.: Наука. - 1973.-С. 347—353.

122. Мессиа А. Квантовая механика : пер с франц. / А. Мессиа // М.: Наука. -1979. - Т. 2. -С. 254—290.

123. Драго Р. Физические методы в химии / Р. Драго // М.: Мир, 1981. - 4.1 -С. 248-318.

124. Вилков JI.B. Физические методы исследования в химии / Л.В. Вилков, Ю.А. Пентин // М.: Высшая школа - 1989. - С. 5 - 85.

125. Duer М. J. Solid State NMR Spectroscopy / M. J. Duer // Blackwell Science Ltd., London. 2002. - P. 1352 -1359.

126. Canet D. Nuclear Magnetic Resonance: Concepts and Methods / D.Canet // Wiley, Chichester. 1996. - P. 740 -745.

127. Popov V.N. Carbon nanotubes: properties and applications / V.N. Popov // Materials Science and Engineering. 2004. - R. 43. - P. 61-102.

128. Tang K. Sensors and Actuators charekteristiks nanotubes / K.Tang, R. Prasad, F. Sanjines // Chemical Physics. 1995. -Vol. 26. - P. 71-75.

129. Ghasemi A. S. Assorption of N2 molecules on the open ended of SINGLE WALL NANOTUBE: a computional NMR / A. S. Ghasemi, S.A. Babanejad, F. Ashrafi, N. Salarzadeh, A. Chitgar // 2d Conf. Apllic. Nanotech. Sci. Mashhad, Iran. -2011.-P. 87 88.

130. Babanegad S.A. Adsorption of N2 molecules on the open ended of single wall nanotube: A computational NMR / S.A. Babanegad, F. Ashrafi, A.S. Ghasemi , N. Salarzadeh / Meshkhed University, Department of the nanotechnology. Journal ISC-2010. -51 p.

131. Гасеми А. ЯМР вычисления адсорбции кислорода на открытом конце однослойной нанотрубки / А. Гасеми, С. Бобоначод, М. Молла // Матер. IX Национ. конгр. по химии, Университет Паёми Hyp. Иран, Сори. -2011. -С.157-160.

132. Ландау JI Д. Теория поля: изд. 7 / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц // М.: Наука. - 1988. -512 с.

133. Гречишкин B.C. Ядерный квадрупольный резонанс / B.C. Гречишкин // Калининградский государственный университет. -1959. 79 с.

134. Collins P.G. Extreme oxygen sensitivity of electronic properties of carbon nanotubes / P.G. Collins, K. Bradley, M. Ishigami, A. Zettl // Science. -2000. -Vol.287. -P.l801-1804.

135. Marian С. M. Quantitative structure-property relationships in boron nitrides: The 15N- and 11B chemical shifts / C.M. Marian, M. Gastreich // Solid State Nucl. Mag. Reson. -2001. -Vol. 19. P. 29^14.

136. Слэтер Дж. Методы самосогласованного поля для молекул и твердых тел: пер. с англ. / Дж. Слэтер // М.: Мир. - 1978. - 664 с.