Использование омического нагрева для очистки многостенных углеродных нанотрубок

В последние годы разработаны разнообразные методы получения углеродных нанотрубок. Обязательным этапом любого метода является очистка нанотрубок от нежелательных примесей. В настоящей работе исследуется возможность очистки нанотрубок, содержащихся в катодном осадке (депозите) аргонового дугового разряда, за счет омического нагрева. С этой целью через волокна депозита пропускался постоянный электрический ток в условиях атмосферного воздуха. Зарегистрированные вольт-амперные характеристики этого процесса имеют вид кривой с максимумом тока, соответствующим температуре поверхности волокна 650-750 °C, и последующим спадом тока при неизменном напряжении. Исследования морфологии поверхности показывают, что этот процесс сопровождается по меньшей мере частичным выжиганием аморфных и графитоподобных частиц, содержащихся в волокнах. Сравнение рентгеновских дифрактограмм образцов до и после такой очистки в какой-то мере подтверждает протекание этого процесса. При этом электросопротивление образцов увеличивается почти до 1-3 кОм. Было обнаружено, что при разности потенциалов на волокнах 3-10 В и токах 1-20 мкА наблюдаются слабые световые микровспышки, спонтанным образом перемещающиеся по поверхности волокон. Предполагается, что этот эффект обусловлен электрическими пробоями микро- и наноконденсаторов из неконтактирующих нанотрубок, образующихся внутри волокон. Обнаруженный эффект может быть использован как средство контроля качества очистки волокон за счет токопрохождения.