Казанский Государственный Технологический Университет
Кафедра технологии электрохимических производств
Реферат
по предмету: Химическиеметоды формирования наноструктур
на тему: Применениеуглеродных нанотрубок в энергетике
Казань 2009
План
Введение
1. Углеродные нанотрубки
1.1 Углеродные нанотрубки
1.2 Классификация нанотрубок
1.3 История открытия
1.4 Структурные свойства
1.5 Возможные применения нанотрубок
1.6 Получение углеродных нанотрубок
2. Электронные свойства нанотрубок
2.2 Электронные свойства графитовой плоскости
2.3 Экситоны и биэкситоны в нанотрубках
2.4 Ток в нанотрубках
2.5 Сверхпроводимость нанотрубок
2.6 Преобразователи энергии
3. Применение нанотрубок в энергетике
3.1 Использование наноматериалов в атомнойэнергетике
3.2 Нанотрубки в водородной энергетике
3.3 Солнечная энергетика и нанотехнологии
3.4 Нанотехнологии в электротехнике
3.5 Нанотехнологии в светодиодном освещении
Заключение
Списокиспользованной литературы
Введение
Энергетика- это одна из наиболее важных отраслей промышленности, развитие которойпрактически сразу отражается на качестве жизни людей. От того, над чем работаютсегодня ученые, какие идеи они считают перспективными, какие проектывостребованы коммерческим сектором, во многом зависит состояние энергетикинашей страны и мира в будущем. В настоящее время поиск и изучениеальтернативных источников энергии являются одними из самых популярныхнаправлений научных исследований. В дело идет практически всё, что угодно –солнечный свет, ветер, океанские течения, энергия вакуума и т.д. Устройства,способные сами добывать энергию из окружающей среды, могут иметь массу полезныхприменений.
Всвоем реферате я хотела бы рассмотреть наиболее успешные и перспективныеразработки, которые уже реализуются на практике или будут востребованы вближайшие годы. Здесь речь пойдет о наноматериалах, разрабатываемых для атомнойэнергетики, светодиодного освещения, электротехники, сверхпроводимости,водородной и солнечной энергетики.
1. Углеродные нанотрубки
1.1 Углеродные нанотрубки
Протяжённые цилиндрические структурыдиаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до несколькихсантиметров состоят из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональныхграфитовых плоскостей (графенов) и заканчиваются обычно полусферическойголовкой.
1.2Классификация нанотрубок
Какследует из определения, основная классификация нанотрубок проводится по способусворачивания графитовой плоскости. Этот способ сворачивания определяется двумячислами n и m, задающими разложение направления сворачивания на векторатрансляции графитовой решётки.
Позначению параметров (n, m) различают
· прямые(ахиральные) нанотрубки
· «кресло»или «зубчатые» n=m
· зигзагообразныеm=0 или n=0
· спиральные(хиральные) нанотрубки
Призеркальном отражении (n, m) нанотрубка переходит в (m, n) нанотрубку, поэтому,трубка общего вида зеркально несимметрична. Прямые же нанотрубки либо переходятв себя при зеркальном отражении (конфигурация «кресло»), либо переходят в себяс точностью до поворота.
Различаютметаллические и полупроводниковые углеродные нанотрубки. Металлическиенанотрубки проводят электрический ток при абсолютном нуле температур, в товремя как проводимость полупроводниковых трубок равна нулю при абсолютном нулеи возрастает при повышении температуры. Полупроводниковые свойства у трубкипоявляются из-за щели на уровне Ферми. Трубка оказывается металлической, если(n-m), делённое на 3, даёт целое число. В частности, металлическими являютсявсе трубки типа «кресло».
1.3История открытия
Говоряоб углеродных нанотрубках, нельзя назвать точную дату их открытия. Хотяобщеизвестным является факт наблюдения структуры многослойных нанотрубокИиджимой в 1991 г. [3], существуют более ранние свидетельства открытияуглеродных нанотрубок. Так, например в 1974—1975 гг. Эндо и др. [4]опубликовали ряд работ с описанием тонких трубок с диаметром менее 100 Å,приготовленных методом конденсации из паров, однако более детальногоисследования структуры не было проведено. В 1992 в Nature [5] была опубликованастатья, в которой утверждалось, что нанотрубки наблюдали в 1953 г. Годом ранее,в 1952, в статье советских учёных Радушкевича и Лукьяновича [6] сообщалось обэлектронно-микроскопическом наблюдении волокон с диаметром порядка 100 нм,полученных при термическом разложении окиси углерода на железном катализаторе.Эти исследования также не были продолжены.
Существуетмножество теоретических работ по предсказанию данной аллотропной формыуглерода.
Вработе химик Джонс (Дедалус) размышлял о свёрнутых трубах графита.
Вработе Л. А. Чернозатонского и др. [7], вышедшая в тот же год, что и работаИиджимы, были получены и описаны углеродные нанотрубы, а М. Ю. Корнилов нетолько предсказал существования однослойных углеродных нанотруб в 1986 г., но ивысказал предположение об их большой упругости [8].
1.4Структурные свойства
Нанотрубкиобладают упругими свойствами. Имеют дефекты при превышении критической нагрузки.В большинстве случаев представляют собой разрушенную ячейку-гексагон решётки –с образованием пентагона или септогона на её месте. Из специфическихособенностей графена следует, что дефектные нанотрубки будут искажатьсяаналогичным образом, т.е. с возникновением выпуклостей (при 5-и) и седловидныхповерхностей (при 7-и). Наибольший же интерес в данном случае представляеткомбинация данных искажений, особенно расположенных друг напротив друга – этоуменьшает прочность нанотрубки, но формирует в её структуре устойчивоеискажение, меняющее свойства последней: иными словами, в нанотрубке образуетсяпостоянный изгиб. [9]
1.5 Возможные применениянанотрубок
· механическиеприменения: сверхпрочные нити, композитные материалы, нановесы
· примененияв микроэлектронике: транзисторы, нанопровода, прозрачные проводящиеповерхности, топливные элементы
· длясоздания соединений между биологическими нейронами и электронными устройствамив новейших нейрокомпьютерных разработках
· капиллярныеприменения: капсулы для активных молекул, хранение металлов и газов,нанопипетки
· оптическиеприменения: дисплеи, светодиоды
· медицина(в стадии активной разработки)
· одностенныенанотрубки (индивидуальные, в небольших сборках или в сетях) являютсяминиатюрными датчиками для обнаружения молекул в газовой среде или в растворахс ультравысокой чувствительностью — при адсорбции на поверхности нанотрубкимолекул её электросопротивление, а также характеристики нанотранзистора могутизменяться. Такие нанодатчики могут использоваться для мониторинга окружающейсреды, в военных, медицинских и биотехнологических применениях.
· тросдля космического лифта, так как нанотрубки теоретически, могут держать и большетонны… но только в теории. Потому как получить достаточно длинные углеродныетрубки с толщиной стенок в один атом не удавалось до сих пор.[10]
· листыиз углеродных нанотрубок можно использовать в качестве плоских прозрачныхгромкоговорителей, к такому выводу пришли китайские учёные.[10]
1.6Получение углеродных нанотрубок
Внастоящее время наиболее распространенным является метод термическогораспыления графитовых электродов в плазме дугового разряда. Процесс синтезаосуществляется в камере, заполненной гелием под давлением около 500 торр. Пригорении плазмы происходит интенсивное термическое испарение анода, при этом наторцевой поверхности катода образуется осадок, в котором формируются нанотрубкиуглерода. Наибольшее количество нанотрубок образуется тогда, когда ток плазмыминимален и его плотность составляет около 100 А/см2. Вэкспериментальных установках напряжение между электродами обычно составляетоколо 15-25 В, ток разряда несколько десятков ампер, расстояние между концамиграфитовых электродов 1-2 мм. В процессе синтеза около 90% массы анодаосаждается на катоде.
Образующиесямногочисленные нанотрубки имеют длину порядка 40 мкм. Они нарастают на катодеперпендикулярно плоской поверхности его торца и собраны в цилиндрические пучкидиаметром около 50 мкм. Пучки нанотрубок регулярно покрывают поверхностькатода, образуя сотовую структуру. Ее можно обнаружить, рассматривая осадок накатоде невооруженным глазом. Пространство между пучками нанотрубок заполненосмесью неупорядоченных наночастиц и одиночных нанотрубок. Содержание нанотрубокв углеродном осадке (депозите) может приближаться к 60%.
Дляразделения компонентов полученного осадка используется ультразвуковоедиспергирование. Катодный депозит помещают в метанол и обрабатывают ультразвуком.В результате получается суспензия, которая (после добавления воды) подвергаетсяразделению на центрифуге. Крупные частицы сажи прилипают к стенкам центрифуги,а нанотрубки остаются плавающими в суспензии. Затем нанотрубки промывают вазотной кислоте и просушивают в газообразном потоке кислорода и водорода всоотношении 1:4 при температуре 750°C в течение 5 мин. В результате такойобработки получается достаточно легкий и пористый материал, состоящий измногослойных нанотрубок со средним диаметром 20 нм и длиной около 10 мкм.Технология получения нанотрубок довольно сложна, поэтому в настоящее времянанотрубки — дорогой материал: один грамм стоит несколько сот долларов США.
Согласнопубликации в журнале NanoLetters, физикам из нескольких китайских исследовательскихцентров удалось доработать технологию, которой пользовались ученые по всемумиру – технологию химического осаждения атомов углерода из газовой среды. Имудалось синтезировать углеродные нанотрубки длиной до 18,5 сантиметров.
ЦуньшеньВанг (Xueshen Wang) и его коллеги использовали смесь веществ, которые многимизвестны отнюдь не в качестве химреактивов: свои рекордные нанотрубки китайцывырастили в атмосфере паров спирта и воды. Правда, эти вещества находились внесколько нестандартных по алкогольным меркам пропорциях: 4 части спирта на 1часть воды.
Крометого, китайские ученые использовали водород, продуваемый через специальныйреактор, а также сверхтонкий порошок железа и молибдена – это были зерна длязатравки реакции. Также пригодилась им пленка из обычных, меньшей длины,нанотрубок, – для эффективного удаления «мусора» в виде растущих в неправильныхнаправлениях углеродных цилиндров вкупе с аморфным и потому неинтереснымуглеродом.[11]
2.Электронные свойства нанотрубок
2.1Электронные свойства графитовой плоскости
· обратнаярешётка, первая зона Бриллюэна
Всеточки K первой зоны Бриллюэна отстоят друг от друга на вектор трансляцииобратной решётки, поэтому все они на самом деле эквивалентны. Аналогично,эквивалентны все точки K'.
· спектрв приближении сильной связи
· спектруглеродной плоскости в первой зоне Бриллюэна. Показана только часть E(k)>0,часть E(k)
· дираковскиеточки
Графит— полуметалл, что видно невооружённым глазом по характеру отражения света.Можно убедиться, что электроны p-орбиталей полностью заполняют первую зонуБриллюэна. Таким образом, оказывается, что уровень Ферми графитовой плоскостипроходит точно по дираковским точкам, т.о. вся поверхность Ферми (точнее, линияв двумерном случае) вырождается в две неэквивалентные точки.
Еслиэнергия электронов мало отличается от энергии Ферми, то можно заменить истинныйспектр электронов вблизи дираковской точки на простой конический, такой же какспектр безмассовой частицы, подчиняющейся уравнению Дирака в 2+1 измерениях.
· SU(4)симметрия
2.2Экситоны и биэкситоны в нанотрубках
Эксито́н(лат. excito — «возбуждаю»)— водородоподобная квазичастица, представляющаясобой электронное возбуждение в диэлектрике или полупроводнике, мигрирующее покристаллу и не связанное с переносом электрического заряда и массы.
Хотяэкситон состоит из электрона и дырки, его следует считать самостоятельнойэлементарной (не сводимой) частицей в случаях, когда энергия взаимодействияэлектрона и дырки имеет тот же порядок, что и энергия их движения, а энергиявзаимодействия между двумя экситонами мала по сравнению с энергией каждого изних. Экситон можно считать элементарной квазичастицей в тех явлениях, в которыхон выступает как целое образование, не подвергающееся воздействиям, способнымего разрушить. [14]
Биэкситон—связаное состояние двух экситонов. Представляет собой, фактически, экситоннуюмолекулу.
Впервыеидея о возможности образования экситонной молекулы и некоторые её свойства былиописаны независимо С. А. Москаленко и М. А. Лампертом.
Образованиебиэкситона проявляется в оптических спектрах поглощения в виде дискретныхполос, сходящихся в коротковолновую сторону по водородоподобному закону. Изтакого строения спектров следует, что возможно образование не только основного,но и возбуждённых состояний биэкситонов.
Стабильностьбиэкситона должна зависеть от энергии связи самого экситона, отношенияэффективных масс электронов и дырок и их анизотропии.
Энергияобразования биэкситона меньше удвоенной энергии экситона на величину энергиисвязи биэкситона. [15]
2.3Ток в нанотрубках
Ученыеиз университета штата Иллинойс доказали, что углеродные нанотрубки пропускаютбольшое количество электрического тока.
Посообщению журнала «NanoWeek», продемонстрировать это помогло подведениеполупроводниковых углеродных нанотрубок к лавинообразному процессу, в которомсвободные электроны образуются в значительном количестве.
Доэтого было известно, что одностенные углеродные нанотрубки могут пропускатьтоки плотностью до 100 раз выше, чем лучшие металлы-проводники (например,медь). Однако исследования, проводимые под руководством профессора Эрика Попа,показали, что полупроводниковые нанотрубки могут пропускать ток вдвое болеевысокой плотности.
Вработе, результаты которой опубликованы в одном из научных изданий, авторыопределили, что в напряженных электрических полях высокоэнергетическиеэлектроны и дырки могут создавать дополнительные электрон-дырочные пары, чтоприводит к лавинообразному процессу роста потока свободных носителей. При этомток быстро нарастает до тех пор, пока нанотрубка не разрушается.
Помнению профессора Попа, крутое нарастание тока определяется всплескомлавинообразной ионизации – явлением, встречающимся в определенных видахполупроводниковых диодов и транзисторов в напряженных электрических полях,однако в нанотрубках до этого не наблюдавшимся.
Дляисследования эффектов, связанных с протеканием тока, ученые вырастилиодностенные полупроводниковые нанотрубки, используя метод химического напыленияиспарением. Для измерений использовали палладиевые электрические контакты.Эксперименты проводили в бескислородной среде.
Былообнаружено, что при увеличении напряженности электрического поля нарастаниевеличины тока, проходящего через нанотрубки, в районе 25 микроамперзамедляется, а затем резко возрастает с увеличением поля. Ученые довели токчерез нанотрубки до значений порядка 40 микроампер, что вдвое превышаетизвестные результаты.
«Лавинныйпроцесс, который не наблюдается в металлических углеродных нанотрубках, даетновые возможности трубкам с полупроводниковыми свойствами, – сообщает Эрик Поп.– Результаты экспериментов говорят о том, что на основе полупроводниковыходностенных нанотрубок могут быть созданы устройства с высоконелинейнымихарактеристиками включения». [16]
2.4Сверхпроводимость нанотрубок
Физикииз Японии доказали, что многостенные углеродные трубки с «полностьюсоединёнными концами» могут быть сверхпроводящими даже при температурах не ниже12 К, что в 30 раз превышает температуру, необходимую для одностенныхуглеродных трубок. Открытие было сделано группой учёных под руководством г-наЮньджи Харуяма (Junji Haruyama) из университета Aoyama Gakuin University в г.Канагава (Kanagawa). Сверхпроводящие нанотрубки можно было бы использовать дляизучения фундаментальных одномерных квантовых эффектов, а также они могли бынайти практическое применение в молекулярных квантовых вычислениях.
Сверхпроводимость– это полное отсутствие электрического сопротивления, которое наблюдается вопределённых материалах при их охлаждении до температуры перехода всверхпроводящее состояние (Tc). Физики утверждают, что сверхпроводимостьвызвана тем, что электроны преодолевают взаимное кулоновское отталкивание иобразуют «пары Купера». Согласно теории низкотемпературной сверхпроводимостиБардина-Купера-Шриффера (Bardeen-Cooper-Schrieffer — BCS), электроныудерживаются вместе благодаря взаимодействию с фононами – колебаниямикристаллической решётки в материале.
Однакоодномерные проводники, такие как углеродные трубки (свёрнутые листы графитадиаметром всего несколько нанометров), обычно не являются сверхпроводящими.Одна из причин этого – наличие так называемых жидких состоянийТомонага-Луттингера (Tomonaga-Luttinger liquid — TLL) в материале, которыевызывают отталкивание электронов друг от друга и таким образом приводят кразрушению пар Купера.
Г-нХаруяма и его коллеги создали систему, в которой имеется сверхпроводящая фаза,которая конкурирует с фазой TLL и даже превосходит её – что, до сих порсчиталось невозможным. Система состоит из множества многостенных углеродныхнанотрубок, каждая из которых состоит из серии концентрических нанотрубчатыхоболочек. Выполненные из металла электрические контакты присоединены к трубкамтаким образом, что они касаются верхней части всех оболочек. Обычные жесоединения (контакты) касаются только самой верхней оболочки трубки и вдольвсей её длины. Японские учёные создали нанотрубки, в которых почти все оболочкиэлектрически активны. Они открыли, что нанотрубки с соединёнными концами теряютсопротивление при температуре ниже 12 К. Это происходит потому, что состоянияTLL подавляются настолько, что может возникнуть состояние сверхпроводимости.Кроме того, температура Tc зависит от количества электрически активныхоболочек, и теперь физики пытаются увеличить их число, сделав большееколичество или все оболочки активными. [17]
2.5Преобразователи энергии
Механическиепреобразователи на основе нанопроводов могут получать энергию за счет вибрации,возникающей при ходьбе, сердцебиении, течении жидкостей или газов.Исследователи Georgia Institute of Technology предложили простой и недорогойспособ генерации электрического тока при помощи пьезоэлектрических нанопроводовиз оксида цинка, выращенных на текстильных волокнах. Одежда из такого материалабудет вырабатывать электричество за счет трения, возникающего при ееэксплуатации.
Изображениячудо-волокон представлены на рисунке 5. Кевларовая сердцевина была покрытананопроводами ZnO в процессе гидротермального синтеза. В качестве связующегокомпонента использовался ТЭОС. Диаметр проводов составил 50-200 нм, длина – до3.5 мкм. Нанопровода растут из пленки ZnO, которая выступает в роли общегоэлектрода. Волокно оказалось очень гибким и прочным – при сворачивании его впетлю диаметром 1 мм не было замечено никаких повреждений.
Дляполучения электричества была разработана следующая схема (рис. 6). Два волокнабыли скручены в спираль, причем одно из них было покрыто слоем золота. Оновыступало в роли катода наногенератора. При трении волокон между концами цепивозникала разность потенциалов 1-3 мВ. Сила тока в цепи лимитируетсясопротивлением волокон. Путем снижения сопротивления удалось добиться силы тока4 нА. Объединение волокон в нити, из которых потом можно изготовить ткань,должно привести к увеличению производительности устройства. Ожидается, чтотаким образом будет достигнута мощность 20-80 мВт на квадратный метр такойткани.[18]
3.Применение нанотрубок в энергетике
3.1Использование наноматериалов в атомной энергетике
Технологии,основанные на качественном изменении свойств материалов при переходе кнанометровому размеру, стали разрабатываться в атомной отрасли в середине XXвека, практически одновременно с первым испытанием советского ядерного оружия.Хотя в то время приставка «нано» еще не использовалась, уже в ходе начатых в1950 г. работ были получены ультрадисперсные порошки, используемые впромышленных технологиях разделения изотопов урана; в 1965 г. коллективуразработчиков была присуждена Ленинская премия. В 1962 г. академику А.А.Бочвару было поручено создание технологий получения сверхпроводников, и в1970–1980-х годах многие сотрудники отрасли были удостоены государственныхнаград, премий и почетных званий за соответствующие работы.
Перспективыразвития атомной энергетики связаны со снижением удельного потребленияприродного урана, в основном за счет увеличения глубины выгорания ядерноготоплива. Для этого необходимо создание крупнокристаллических структур ядерныхматериалов с контролируемой пористостью, удерживающих продукты деления ипрепятствующих транспорту осколков деления к оболочке тепловыделяющего элементаи ее внутреннего повреждения. Активация процесса спекания за счет добавокнанометрического размера – одно из направлений создания новых видовуран-плутониевых оксидов и нитридов для ядерной энергетики.
Придостижении выгорания ~18–20 % т.а. возникает проблема обеспечения радиационнойстойкости материала оболочки при повышенных характеристиках жаропрочности.Решение состоит в использовании нового класса конструкционных материалов дляэлементов активных зон перспективных ядерных реакторов – феррито-мартенситныхрадиационно-стойких сталей, упрочненных частицами оксидов нанометрового размера(ДУО-сталь). Разработанная технология производства ДУО-стали включает: получениегомогенных быстрозакаленных порошков со сферической и чешуйчатой формой методомцентробежного распыления расплава; твердофазное легирование матричногоматериала нанодисперсными оксидами иттрия в высокоэнергетическом аттриторе;компактирование порошков и термомеханическая обработка изделия для создания вматрице стали выделений оксидов иттрия нанометрового размера.Наноструктурированная ДУО-сталь сохраняет достаточно высокое остаточноеудлинение после обработки со степенями деформации до 60 %. Начато опробованиетехнологии в заводских условиях. Дореакторные испытания в опытно-промышленныхусловиях показали многократное, до 8 раз, увеличение параметров жаропрочностипо сравнению со штатной сталью.
Вцелом ряде современных исследовательских проектов используются импульсныемагнитные поля предельно высокой интенсивности, с индукцией более 50 Тл. Этопотребовало создания нового класса обмоточных материалов с уникальнымсочетанием высоких прочностных и электропроводящих свойств. Разработанытехнологии производства высокопрочных Cu-Nb обмоточных проводов прямоугольногосечения (предел прочности – 1100–1250 MПa; электропроводность – 70–80 % отпроводимости чистой меди), технические высокопрочные Cu-Nb тонкие проводадиаметром от 0,4 мм до 0,05 мм с пределом прочности 1300–1600 MПa, показанапринципиальная возможность создания контактных проводов нового поколения ссущественно более высоким комплексом свойств за счет использованиянаноструктурных компонентов.
Наиболееэффективный способ обеспечения радиационной стойкости – образование в твердомрастворе наноструктурной подрешетки кластеров ближнего упорядочения – ловушеквакансий и интерстиций с периодом 5–10 нм, соизмеримым с длиной свободногопробега радиационных точечных дефектов. В отличие от обычной деградации реакторныхматериалов, связанной с появлением хрупкости при радиационном воздействии,высокодозное облучение подобных сплавов приводит к повышению их прочности присохранении вязкости. Они уже используются для особо ответственных элементов:систем управления реакторов АЭС, конструкционных материалов активных зонтранспортных реакторов нового поколения. Сейчас обнаруженный эффект исследуетсяприменительно к другим системам, и это может положить начало новому направлениюрадиационного материаловедения – созданию конструкционных материалов,«положительно» реагирующих на фактор радиации.
Созданиев объеме фильтрующей перегородки системы сообщающихся разветвленных каналовнерегулярного сечения, от микро- до нанометрического размеров, открывает новыевозможности для ультрафильтрации. Металлические объемные нанофильтрыперспективны для применения в системах водоподготовки и очистки теплоносителяреакторов АЭС.
Бористыенержавеющие стали могут использоваться в системах управления реакторов, вядерно-безопасном оборудовании переработки отработанного ядерного топлива. Дляравномерного распределения боридов в стали применяется метод сверхбыстрогоохлаждения частиц расплава с получением рентгеноаморфной структуры; припоследующих переделах образуются выделения боридов нанометрового уровня (от 5до 100 нм), что позволяет увеличить содержание бора в 3–4 раза при сохранениипластичности и свариваемости нержавеющих сталей. Толщина стенки трубы избористых нержавеющих сталей – несколько десятых долей миллиметра.
Переходк нанометрическим структурам позволил увеличить токонесущую способностьсверхпроводников сразу в несколько раз. По промышленным технологиям в Россииуже изготовлено более 100 тонн многокилометровых сверхпроводящихнанокомпозитов с размером структурных составляющих 1–50 нм.[19]
3.2Нанотрубки в водородной энергетике
Впоследнее время в связи с проблемами сокращения не восполняемых энергоресурсови загрязнениями окружающей среды продуктами их разработки все больше актуальнойстановится водородная энергетика. В России уже давно существует и достаточноразвита данная отрасль, целью которой при ее создании была в основномкосмическая отрасль. Технологии производства водорода к настоящему временидостаточно хорошо освоены. Основной проблемой водородной энергетики, которая исдерживает развитие отрасли, остается его безопасная транспортировка ихранение. Достижения нанотехнологий могут помочь сделать это производство болеедешевым, качественным и экологически чистым.
Реакцияокисления водорода происходит с выделением большого количества тепла. Крометого, в процессе не образуются экологически вредные оксиды азота, углерода исеры. Реакцию можно проводить двумя путями: обычным горением и окислением прииспользовании электрохимических ячеек, в которых может быть реализован КПД вплотьдо 95-97%.
Однимиз основных методов производства атомарного водорода является преобразованиесолнечного излучения в энергию связи Н-Н. Был предложен комплекс на основекластера рутения в качестве катализатора, который преобразует солнечный свет иводу в энергию, заключённую в отдельных молекулах кислорода и водорода. Носуществует несколько проблем: образование агрессивных продуктов при окисленииводы, которые разрушают катализатор и образование смеси кислорода и водорода — «гремучего» газа. В других способах получения водорода используютсяполупроводниковые наноструктуры. При попадании на них квантов солнечногоизлучения образуются электронно-дырочные пары, затем происходит разделениезарядов и фотолиз воды (энергия передается молекулам воды и расщепляет их).Образуются кислород и водород. Проблемы этого метода сходны с предыдущими. Ещесуществуют методы, связанные с применением бактерий и водорослей. Например, внекоторых бактериях содержатся специальные ферменты (гидрогеназы), которыепозволяют преобразовать формиаты — соли муравьиной кислоты — в диоксид углеродаи водород. Здесь тоже существую свои проблемы — протекание побочных реакций снепредельными органическими соединениями, но эти проблемы достаточно успешнорешаются.
Вобласти хранения и транспортировки водорода дело обстоит сложнее. Ведь водородобладает самым маленьким диаметром атома и свободно проникает через обычныематериалы, а при его утечке может быть взрывоопасен.
Существуетнесколько методов хранения водородного топлива. Физические методы используютобычно компрессование или ожижение для приведения водорода в компактноесостояние. Сжатый водород хранят в газовых баллонах, подземных резервуарахтрубопроводах и т.д. Химические методы хранения водорода основаны на процессахего взаимодействия с отдельными материалами, водород в этих случаяхвзаимодействует с материалом среды хранения. В способах хранения посредствомадсорбции используют такие вещества как цеолиты, активированный уголь,углеродные наноматериалы. Можно применять также абсорбцию в объеме материала.Для хранения посредством химического взаимодействия подходят алонаты,фуллерены, органические гидриды, аммиак и др.
Использованиенанотехнологий позволяет ученым решать проблемы, связанные с хранением итранспортировкой водорода. К наноматериалам, которые химически связываютводород, относятся различные комплексы переходных металлов с ненасыщеннымиуглеводородными лигандами, способными запасать водород по средством реакциигидрирования двойных и тройных связей C-C, или другие более сложные реакции сучастием органических и элемент-органических соединений, а так же гидриды исплавы металлов. На рисунке 7 представлено строение органических молекул,используемых для хранения водорода с помощью химического связывания.
Наноматериалы,которые способны физически связывать водород, это углеродные и другие видынанотрубок, каркасные 3D-структуры на основе композитов цеолит/углеродныематериалы.
Наиболеераспространенный в настоящее время способ заполнения молекулярным водородомнанотрубок заключается в использовании высоких и сверхвысоких давлений, которыезаставляют молекулы водорода проникать в мельчайшие поры и полости углеродныхструктур, размер которых соизмерим с поперечником молекулы водорода. В процессеэксплуатации при нагреве такого материала он постепенно отдает накопленныйводород.
Также для заполнения водородом массива нанотрубок можно использоватьэлектрохимический процесс.
Работа«водородной губки» основана на помещении водорода в межатомныеполости материала при высоком давлении и освобождении газа при нагревании инизком давлении, когда тепловые флуктуации приводят к колебаниям решетки, иводород может свободно выйти из сплава (рис.8).
Наиболеепопулярные и востребованные на сегодняшний день сплавы для хранения водорода:LaNi5, FeTi, Mg2Ni, ZrV2 и др. Важно наноструктурирование таких материалов,поскольку при этом увеличивается размер их удельной поверхности. А это важнодля быстроты их наполнения и освобождения от водорода.
Ведетсяразработка каркасных материалов, например, упорядоченных массивов нанотрубок,пытаются применять многостенные углеродные нанотрубки с интеркалированием междукоаксиальными трубками достаточно крупных катионов и внедрение в эти областимолекул водорода. На рисунке 9 показана 3D-модель заполнения водородом массивауглеродных нанотрубок.
Исследователииз американской Тихоокеанской Северо-западной Национальной Лабораторииразработали компаунд на основе наноматериалов, способный впитывать водород иотдавать его в сто раз быстрее, чем это было возможно ранее. Этонизкотемпературный способ хранение водорода с использованиемнаноструктурированных материалов, в т. ч. легких элементов. Новый методпозволяет химически не связано хранить водород при низком давлении. Такимобразом, развитие нанотехнологий должно помочь решить основные проблемыводородной энергетики: создание материалов с высоким коэффициентом сорбцииводорода и быстрой кинетикой его извлечения из материала. [20]
3.3Солнечная энергетика и нанотехнологии
Американскимисследователям из института Санта Фе удалось усовершенствовать конструкциюсолнечных батарей на основе сенсибилизированных красителей. Заменив диоксидтитана и платину, использующиеся при производстве этих батарей, на углеродныенанотрубки с дефектами, ученые добились прироста производительности иудешевления конструкции. Работа опубликована в журнале Nano Letters. Внастоящее время они патентуют свое изобретение.
Солнечныебатареи на основе сенсибилизированных красителей (Dye-sensitized solar cellsили DSC) были изобретены в 1991 году. В настоящее время схема элементов батареиследующая: на стеклянной основе располагается слой прозрачного проводящего токдиоксида титана с вкраплениями сенсибилизированных красителей (красители схимически повышенной чувствительностью к ультрафиолету). Между слоем диоксида истеклом находится слой платины. Электрический ток возникает в результатехимических реакций, которые происходят во вкраплениях красителей подвоздействием солнечного света. Эти реакции катализируются платиной.
Группаамериканских исследователей из института Санта Фе заменила оксид и платину наслой из углеродных нанотрубок. Как оказалось «обычные» нанотрубки дляэтой цели не подходят: полученный слой не обладает прозрачностью ипроводимостью оксида и катализирующими свойствами платины. Для получения первыхдвух свойств ученые добавили слой более длинных нанотрубок.
Чтобыполучить каталитический эффект, исследователи решили внести в нанотрубкидефекты. Предположительный механизм катализа с помощью дефективных нанотрубокзаключается в том, что дефекты являются «посадочными площадками» дляатомов реагирующих веществ. Исследователи поместили нанотрубки в озон — крайнеактивное химическое соединение. Воздействие озона вызвало разрушения вструктурах трубок, то есть, образованию необходимых дефектов. Катализирующиесвойства батарей при этом выросли в десятки раз.
Применениеуглеродных нанотрубок призвано решить ряд принципиальных проблем солнечныхбатарей на основе сенсибилизированных красителей. Во-первых, новая конструкцияобладает большой выходной мощностью. Батареи традиционной конструкции по этомупараметру уступали широко распространенным кремниевым. Во-вторых, уменьшаетсятепловыделение, что позволяет использовать в качестве основы для батареи нетолько термостойкие материалы. В третьих, производство батарей на основенанотрубок существенно дешевле, так как при этом не используется дорогаяплатиновая пленка.[22]
Уче6нымже из Корнельского отделения исследований в области нанотехнологий (CornellNanoScale Science and Technology Facility) удалось создать элемент солнечнойбатареи, в которой вместо кремния также используются углеродные нанотрубки. Пословам нанотехнологов, новая батарея, как показывают расчеты и тесты, будетнамного эффективней переводить солнечную энергию в электрическую.
Пословам ведущего проект ученого, профессора физики Пола МакЭвена, его командаизготовила фотодиод нового типа на основе углеродных нанотрубок и провелаиспытания, подвергая его облучения потока света. Результат показал, что такойфотодиод выделяет намного больше электричества, чем традиционный.
Дляего создания ученые использовали одностеночную нанотрубку размером с молекулуДНК. Эта трубка была подсоединена к двум контактам и помещена между источникамиположительного и отрицательного заряда. Затем трубка освещалась лучом лазераразного спектра под разными углами. Учеными было замечено, что усиление потокасвета приводило к многократному увеличению выделяемой электроэнергии.
Дальнейшееисследование показало, что за счет цилиндрической формы электроны как бывыдавливаются из трубки, а проходя вдоль нее они вырывают новые электроны. Пословам ученых, это делает трубку очень эффективным солнечным элементом,поскольку энергия свободных электронов также задействуется для выработкиэлектричества. Это явное преимущество по сравнению с традиционнымифотоэлементами, в которых много энергии уходит впустую на нагревание.
Внастоящее время ученые занимаются дальнейшими исследованиями физических свойствпроцесса при изменении внешнего воздействия.[23]
Ученыхпродолжает привлекать мир насекомых, как источник новых уникальных технологий.Ранее «Нано Дайджест» уже рассказывал о создании английскими ученымиматематической компьютерной модели полета саранчи. Недавно ученым изУниверситета Пенсильвании и их испанским коллегам из Автономного УниверситетаМадрида удалось разработать технологию, которая позволяет воспроизводитьбиологические структуры, такие, как крыло бабочки, на наноуровне. Получившиесябиоматериалы могут использоваться в оптически активных структурах, таких, как,например, светорассеиватели в солнечных батареях.
Окрасканасекомых и их способность менять цвет в зависимости от угла зрения, которуюученые называют «иридисценцией», а также наличие у насекомых металлическихцветов связано с тем, что в их покрове присутствуют наноразмерные фотонныеструктуры. Именно эти наноструктуры и их способность испускать свет привлеклиученых.
Пословам одного из ведущих проект ученых, Рауля Х. Мартина-Палмы, они создали«свободные реплики хрупких пластинчатых хитиновых структур, которые являютсярепликами крыла бабочки. Причем внешний вид этих структур зависит не столько отпигмента на их поверхности, сколько от их регулярной наноструктуры.
Ранееученым для воссоздания биоматериалов приходилось использовать сложную технологию,предполагающую использование агрессивных сред, коррозионных атмосфер и высокогодавления. Новая методика позволяет воссоздавать нанобиоматериалы при комнатнойтемпературе без участия агрессивных сред.
Длясоздания этого биоматериала ученые использовали соединения германия, селена исурьмы и применили технологию, известную в англоязычной специальной литературе,как Conformal-Evaporated-Film-by-Rotation (CEFR). Данная технологияпредполагает сочетание термического напыления с вращением подложки в камере низкогодавления. Затем ученые погружали пленку в водный ортофосфорной кислоты растворчтобы растворить хитин.
Какуказывают ученые, полученные искусственным образом наноструктуры, основанные настроении крыла бабочки могут использоваться при создании различных активныхоптических структур, например, светорассеивателей или покрытий, максимизирующихпоглощение света в солнечных батареях. Кроме того, по словам разработчиков,данная методика позволяет воспроизвести и другие биоструктуры, такие, какжучиный панцирь, фасетчатые глаза мухи, пчелы ил осы, на основе которых можносконструировать миниатюрные камеры и оптические сенсоры, и многое другое.[24]
3.4Нанотехнологии в электротехнике
Похоже,что ученым удалось преодолеть затруднения при производстве матриц нанотранзисторовна основе сети нанотрубок. Технология, разработанная в УниверситетеУрбана-Шампэйн, Иллинойс (University of Illinois at Urbana-Champaign), можетпривести к появлению на рынке нанотехнологий так называемой «электронной кожи»и техники на ее основе.
Новаятехнология названа «наносеть», и это наиболее полно отражает ее структуру.Куски разрезанных металлизованых нанотрубок формируют проводящие участки всоставе матрицы тонких нитей.
Главнымфактором в исследовании выступает подвижность носителей заряда, которая почтина порядок выше для «нанотрубочных» транзисторов, нежели для изготовленных изполимерных материалов.
Интегральныесхемы на основе углеродных нанотрубок могут похвастать способностью выдерживатьсильные изгибы, позволяют работать с высокочастотным сигналом (в килогерцовомдиапазоне), а также невысоким рабочим напряжением, не превышающим значение в 5Вольт.
Такимобразом, исследователи показали практическую возможность создания гибкихинтегральных схем на основе углеродных нанотрубок, причем дальнейшаяоптимизация технологии их изготовления позволит добиться существенногоувеличения производительности, вплоть до возможности замены не только«медленных» полимерных транзисторов, но и довольно «скоростных» кремниевых.
Работыбыли проведены совместно с институтом Пэрдью (University Purdue), ученые изкоторого занимались математическим моделированием нано-сети.
Визготовленном прототипе содержится около 100 нанотранзисторов, что насегодняшний день рекорд по производству нанотрубочной электроники. Ашрафговорит, что это далеко не предел – если удалось сделать на гибкой подложке 100транзисторов, получится сделать и десять тысяч.
Ранеепредложенная концепция “nanonet”, предполагающая создание электронных схем измассива произвольно расположенного на подложке большого количества нанотрубок,имела характерный недостаток – металлические нанотрубки, неизбежно возникающиев процессе создания нанотрубок углеродных, приводили к «коротким замыканиям» вцепи.
Этупроблему удалось решить простым и красивым способом – разрезанием массивананотрубок на узкие полосы. Так и появилась искомая матрица, содержащая свышеста транзисторов.
Приэтом сама матрица создается стандартным техпроцессом травления, использующимсяв современной микроэлектронной промышленности.
Основаматрицы может быть любая – как пластик, так различные тканевые или стеклянныеосновы. Подобный подход дает замечательные перспективы для всех типов«электронной бумаги» и так называемой «электронной кожи».Не забыто иплоскопанельное телевидение – традиционно LCD-матрицы производятся на основеполикремния или же аморфного кремния. Эти материалы совершенно не предназначеныдля изгибания, поэтому использование гибких матричных нано-сетей будетоптимальным. Представьте себе: в недалеком будущем телевизор можно будетсвернуть в трубку, как обычный постер, и легко транспортировать в любое место. Следующиеисследования Ашрафа и его коллег будут направлены на изучение надежностинано-сети и ее условиях работы. Математическое моделирование системы осуществлялосьна Интернет-кластере nanoHUB. Ашраф сообщил, что моделирование было оченьсложным и заняло достаточно много ресурсов, поэтому было решено воспользоватьсяглобальным вычислительным кластером, объединяющем многие компьютеры в сетиИнтернет.[25]
3.5Нанотехнологии в светодиодном освещении
НаI Международном форуме по нанотехнологиям, прошедшем в декабре 2008 г. вМоскве, Российская корпорация нанотехнологий (РОСНАНО) представила пилотнуюверсию дорожной карты развития светодиодной промышленности и общего освещения.Руководитель сертификационного центра РОСНАНО Виктор Иванов привел результатыанализа рынка светотехники, дал оценку перспектив светодиодной отрасли в Россиии рассказал о проблемах, которые необходимо решить для создания производствасветодиодных устройств освещения.
Цельсоздания дорожной карты по светодиодам – развитие в России нового направленияпромышленности, основанного на нанотехнологиях: массового производствасветодиодов и светотехнических устройств на их основе.
Дорожнаякарта должна учитывать многие аспекты организации и ведения производства.Важнейшие из вопросов, рассматриваемых в дорожной карте, – это характеристикарынков конечной продукции, сегодняшний объем ее использования и ожидаемый вбудущем; технологические аспекты, т.е. знания и оборудование, актуальные дляразвития светодиодных устройств; ресурсная база, необходимая для организации ихпроизводства. В связи с ориентацией на создание производства на территорииРоссии особое внимание в дорожной карте РОСНАНО уделяется кадровым вопросам.
Приведенныйв дорожной карте анализ рынка опирается на авторитетные мнения международныхорганизаций, специализирующихся в области рыночных исследований. По прогнозам,к 2016 г. около 30 % рынка будет занято светодиодными осветительными устройствами.При этом светодиодный сектор рынка состоит из нескольких сегментов. Надиаграммах на рис. 12 видна сравнительная динамика сегментации рынкасветодиодов освещения по состоянию на 2007 г. и состоянию, ожидаемому к 2012 г.
Кромепоказанного роста сегментов дисплеев и освещения перспективными являются такженекоторые специальные ниши применения светодиодов, такие как проекционноетелевидение и подсветка ЖК-дисплеев. Сегмент освещения на мировом рынкеоценивают как наиболее перспективный в ближайшие 5 лет.
Развитиетехнологии светодиодов идет по двум направлениям: светодиоды на неорганическихгетероструктурах (LED) и светодиоды на органических компонентах (OLED).Неорганические светодиоды – очень динамично развивающаяся область, в которой впоследние 20 лет было сделано много открытий, и к настоящему времени достигнутавысокая эффективность основанных на этом принципе устройств. По сравнению сними органические светодиоды отстают в развитии, однако у последних есть рядинтересных потребительских свойств, которые могут оказаться ключевыми вконкуренции с неорганическими светодиодами. В частности, они позволяютсоздавать полупрозрачные гибкие осветительные панели большой площади.
Мировыелидеры в разработке и производстве LED-устройств уже вышли на высокий уровеньсветовой эффективности. Компании выпускают светодиоды с эффективностью науровне 100-170 лм/Вт при 350-700 мА. Эффективность OLED не столь высока: лидерыв данной области имеют лабораторно подтвержденные данные по мощности съемаэнергии 20-50 лм/Вт, хотя теоретический порог для идеальной структуры намноговыше – примерно 360 лм/Вт. Практический же уровень эффективности такихсветодиодов специалистами оценивается на уровне 230 лм/Вт при яркости 2000кд/м2 и сроке службы до 100 000 ч. Для сравнения, эффективность бытовых лампнакаливания варьируется в пределах 12-18 лм/Вт, компактных люминесцентных ламп– 65-100 лм/Вт. Многие компании планируют начать серийный выпускOLED-светильников к 2012 г.
ВРоссии, к сожалению, в настоящее время нет производства своих чипов игетероструктур на таком уровне энергетической эффективности. Ряд компаний выпускающихосветительные приборы на неорганических светодиодах, используют импортируемыеструктуры и чипы. В течение 4 лет компания планирует выйти на уровень энергетическойэффективности до 25 % и общей эффективности до 100 лм/Вт. Технология OLEDразвивается в РФ еще медленнее, отсутствует не только серийное производствоустройств освещения, но и производственная и технологическая базы. Однако поконструкции и технологическому исполнению российские LED не уступают зарубежныманалогам, и появляются возможности выращивать собственные чипы. В этой областиведутся интенсивные исследования, связанные с тем, что стоимость импортируемыхчипов достаточно высока, поэтому организация их производства в России позволитснизить стоимость компонент в 5-6 раз. Что касается OLED, ряд сильных научныхкоманд ведет разработки на стадии R&D, и в перспективе могут бытьразработаны органические светильники большой площади при условии эффективнойподдержки этого направления путем закупки за рубежом технологических линий дляпроизводства OLED.
Вцелом, для использования перспектив данной отрасли в России необходимаподдержка разработок по светодиодам государством, развитие технологической вооруженностипредприятий и отечественного производства технологического оборудования (сиспользованием импортных комплектующих), введение стандартов контроля качестваи развитие диагностических центров для сертификации устройств и оценки иххарактеристик. Создание новых производств потребует подготовки соответствующихнаучных, инженерных, технических и рабочих кадров. Здесь возможным путемявляется создание нанотехнологических научно-образовательных центров. Ихзадачей будет обучение обращению с оборудованием – эпитаксиальными установками,системами обеспечения «чистых комнат», установками структурного и оптическогоконтроля выращиваемых кристаллов и др. Существует ряд технических проблем,касающихся производственных методов газофазного химического осаждения металлорганическихсоединений (MOCVD) и молекулярно-лучевой эпитаксии (MBE), изготовленияоднородных структур на подложках большой площади, применения люминофоров. Дляних уже видны пути решения, и этими вопросами необходимо заниматься в первуюочередь.
Сделанпервый шаг к созданию в России нового производства: создана компания попроизводству светотехники нового поколения на неорганических гетероструктурах.В то же время, будет развиваться и модифицироваться дорожная карта, врезультате чего в России к началу 2013 г. может заработать производствонеорганических светодиодов.[26]
Заключение
Открытиенанотехнологий, наноматериалов и углеродных нанотрубок в частности относится кнаиболее значительным достижениям современной науки. Эта форма углерода посвоей структуре занимает промежуточное положение между графитом и фуллереном.Однако многие свойства углеродных нанотрубок не имеют ничего общего ни сграфитом, ни с фуллереном. Это позволяет рассматривать и исследовать нанотрубкикак самостоятельный материал, обладающий уникальными физико-химическимихарактеристиками.
Исследования углеродныхнанотрубок представляют значительный фундаментальный и прикладной интерес.Фундаментальный интерес к этому объекту обусловлен, в первую очередь, егонеобычной структурой и широким диапазоном изменения физико-химических свойств взависимости от хиральности.
К проблеме исследованияфундаментальных свойств углеродных нанотрубок вплотную примыкает проблемаприкладного использования. Решение этой проблемы, в свою очередь, от созданияспособов дешевого получения углеродных нанотрубок в больших количествах. Этапроблема пока исключает возможность крупномасштабного применения этогоматериала. Тем не менее такие свойства нанотрубок, как сверхминиатюрныеразмеры, хорошая электропроводность, высокие эмиссионные характеристики,высокая химическая стабильность при существующей пористости и способностьприсоединять к себе различные химические радикалы, позволяют надеяться наэффективное применение нанотрубок в таких областях, как измерительная техника,электроника и наноэлектроника, химическая технология и др. В случае успешногорешения этих задач мы станем свидетелями еще одного примере эффективноговлияния фундаментальных исследований на научно технический прогресс.
Список использованной литературы
1. Схематическоеизображение нанотрубки [Электронный ресурс]. – Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Nanotube_6_9-spheres.jpg,свободный.
2. Схематическоеизображение способа сворачивания графитовой плоскости [Электронный ресурс]. –Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Nanotube_6_9-spheres.jpg,свободный.
3. ИиджимаС. Наблюдение многослойных углеродных микротрубочек / С. Ииждима // Nature.– 1991. — №7. – С. 56 – 58.
4. ОберлинА. Наблюдение за граффитированными волокнами под микроскопом высокогоразрешения / А. Оберлин, М. Эндо, Т. Кояма // Carbon.– 1976 — №14 – С. 133 – 135.
5. ГибсонДж. А. И. Первые нанотрубки / Дж. А. И. Гибсон // Nature.–1992. — №5 – С. 359 – 369.
6. РадушкевичЛ. В. О структуре углерода, образующегося при термическом разложении окисиуглерода на железном контакте / Л. В. Радушкевич, В. М. Лукьянович // ЖФХ. –1952. — № 26 – С. 88 – 86.
7. КосаковскаяЗ. Я. Нановолоконная углеродная структура / З. Я. Косаковская, Л. А.Чернозатонский, Е. А. Фёдоров // Письма в ЖЭТФ. – 1992. – № 56 – С. 26-28.
8. КорниловМ. Ю. Нужен трубчатый углерод / М. Ю. Корнилов // Химия и жизнь. – 1985. — №8.– 55-59.
9. Нанотрубкии фуллерены: учебное пособие / Э.Г. Раков. – М.: Логос, 2006. — 376 с.
10. Новыевозможности для микроэлектроники [Электронный ресурс]. – Режим доступа: news.mail.ru/society/2933557,свободный.
11. Углеродныенанотрубки: строение, свойства, применения / П.Н. Дьячков. – М.: Бином, 2006. — 293 с.
12. Спектруглеродной плоскости в первой зоне Бриллюэна [Электронный ресурс]. – Режимдоступа: ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Carbon_spectrum_1_brill.jpg
13. Дираковскиеточки в спектре графитовой плоскости, продолженом периодически за пределыпервой зоны Бриллюэна [Электронный ресурс]. – Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Carbon_diracpoints.jpg,свободный.
14. Экситон[Электронный ресурс]. – Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/Экситон,свободный.
15. Биэкситон[Электронный ресурс]. – Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/Биэкситон,свободный
16. ХаррисП. Углеродные нанотрубы и родственные структуры: новые материалы XXI века / П.Харрис. – СПб.: Техносфера, 2003. — 336 с.
17. Нанотрубкибьют рекорд сверхпроводимости [Электронный ресурс]. – Режим доступа: experiment.edu.ru/news.asp?ob_no=12840,свободный.
18. Преобразователиэнергии [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.portalnano.ru/read/prop/pro/materials/functional/4cosmos/preobr,свободный.
19. Нанотехнологиии наноматериалы для атомной энергетики [Электронный ресурс]. – Режим доступа: popnano.ru/analit/index.php?task=view&id=570,свободный.
20. Водороднаяэнергетика [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.portalnano.ru/read/prop/pro/materials/functional/4cosmos/energyh,свободный.
21. Внешнийвид солнечных батарей на основе сенсибилизированных красок [Электронныйресурс]. – Режим доступа: torcuil.wordpress.com, свободный.
22. Углеродныенанотрубки заменят платину в солнечных батареях [Электронный ресурс]. – Режимдоступа: www.lenta.ru/news/2008/06/18/solarcell/, свободный.
23. Ученыесоздали солнечные батареи на базе графена [Электронный ресурс]. – Режимдоступа: nanodigest.ru/content/view/282/1/, свободный.
24. Нанотехнологиувидели в крыле бабочки прототип солнечной батареи [Электронный ресурс]. –Режим доступа: nanodigest.ru/content/view/344/1/, свободный.
25. Нано-сеть:новое слово в гибкой электронике: гибкая электроника не за горами [Электронныйресурс]. – Режим доступа: publichenko.ru/articles/folder-nano/list-42,свободный.
26. Дорожнаякарта по светодиодам [Электронный ресурс]. – Режим доступа: led22.ru/ledstat/nano/nano.html,свободный.