تغيير مورفولوژي و بررسي ساختاري نانوساختارهاي كربني

ابتدا به تغيير مورفولوژي نانوساختارهاي كربني شامل فولرن، نانولوله هاي كربني و گرافن پرداخته و سپس مطالعه ساختاري آنها مورد بررسي قرار گرفت. مشاهده شد فرايند اكسيداسيون در نانوساختارهاي كربني تاثير بسيار متنوعي در مقدار تخلخل و زبري سطح دارند و در ساختار گرافن با سطح متخلخل اثر گذاري كمتري از خود نشان مي‌دهند. به عبارتي اثر فرايند اكسيداسيون بر قسمتي از سطوح نانوساختار بيشتر متمركز مي‌گردد كه داراي سطحي صاف‌تر باشد. اين موضوع در گرافن خالص بسيار محسوس‌تر است زيرا سطح صفحات آن داراي صافي كافي مي‌باشد درنتيجه فرايند اكسيداسيون 5/2 زبري سطح و 35/2 تخلخل را افزايش مي‌دهد. در حاليكه گرافن هامرز 13/1 زبري بيشتر نسبت به گرافن خالص دارد. با توجه به بررسي‌هاي بعمل آمده و نتايج AFM از نانوساختارهاي كربني نتيجه مي‌شود كه فرايند عاملدار كردن در كنار مورفولوژي اوليه نانوساختار مي‌تواند موجب افزايش تخلخل و زبري سطح شود و مقدار اين افزايش كاملاً تابع ميزان صافي سطح نانوساختار اوليه و هندسه چند بعدي آن مي‌باشد. همچنين فرايندهاي عاملدار كردن بر كاهش شدت پديده كلاسترينگ نانوذرات اثر مثبت دارند و كاهش اندازه ذرات نانوساختارها در كلاسترهاي خود موجب افزايش تخلخل و زبري سطحي مي‌شود. بنابراين فرايندهاي عاملدار كردن مي‌توانند مورفولوژي نانوذرات را به لحاظ ساختاري,‌ خواص سطحي و هندسه بشدت تغيير داده و بر اساس اين تغييرات رفتار متفاوتي از آن نانوساختار ارائه دهند.

First, the morphology change of carbon nanostructures, including fullerenes, carbon nanotubes and graphene discussed and then their structure study was investigated. It was observed that the oxidation process in carbon nanostructures has a wide range influence in porosity and surface roughness and shows less influence on the graphene structure with the porous surface. In other words, the effect of oxidative process is more focused on nanostructure surfaces which part of the surface is smoother. This is more tangible in pure graphene because its surface plates have sufficient smooth. As a result, the oxidation process increases 2/5 surface roughness and 2/35 porosity, while Hamrz graphene has 1/13 more roughness than pure graphene. According to conducted investigations and the results of the AFM from carbon nanostructure concluded that the process of functionalized beside the initial morphology of nanostructure may cause the porosity and surface roughness to increase and the amount of this increase is completely dependent on the surface roughness amount of initial nanostructure and its multi-dimensional geometry. Also functionalization processes have a positive effect to reduce the severity of nanoparticles clustering phenomena and the particle size reduction of nanostructures in their clusters increases the porosity and surface roughness. Thus, the functionalized processes can strongly change the nanoparticles morphology in terms of structure, surface properties and the geometry and based on these changes offer different behavior of nanostructure.