Abstrakti
Uusien hiilen nanomateriaalien kuten grafeenin ja 3-dimensioisten fullereenipolymeerien syntetisointi on herättänyt tiedepiireissä paljon kiinnostusta, koska oletetaan, että näillä materiaaleilla on monia käytännön sovelluksia. Monet tärkeät kysymykset liittyen näiden materiaalien syntetisointiin sekä nanorakenteiden vuorovaikutuksiin niihin adsorboituneiden hiukkasten kanssa ovat kuitenkin vielä vastaamatta.
Tämä väitöskirja esittelee menetelmät ja tulokset useiden erilaisten hiilen nanorakenteiden simulaatioista: 0-dimensioisista fullereeneistä 3-dimensioisiin huokoisiin hiilirakenteisiin. Työssä on käytetty monen mittakaavan simulaatioita jotta on pystytty mallintamaan ilmiöitä mahdollisimman laajalla aikaskaalalla. Nämä simulaatiot yhdistävät tiheysfunktionaaliteoriaan perustuvia laskuja, klassista molekyylidynamiikkaa ja Monte Carlo menetelmiin perustuvia simulaatiomalleja. Väitöstyön painopiste on rakenteissa joilla voi tulevaisuudessa olla käänteentekeviä sovelluksia ja joihin tiedepiirit kohdistavat suuria odotuksia.
Hiilimateriaalien ominaisuuksien muokkaaminen hydraamalla on viime aikoina saanut paljon huomiota. Hydrauksella on pyritty joko muokkaamaan elektronisia ominaisuuksia tai käyttämään hiilimateriaalia vedyn varastointiin. Molemmissa tapauksissa syvällinen ymmärrys vedyn ja hiilirakenteen välisestä vuorovaikutuksesta on välttämätöntä. Tässä väitöskirjassa on tarkasteltu erityisesti vedyn vuorovaikutusta hiilen nanomateriaalien kanssa ja tutkittu kuinka vety muokkaa näiden materiaalien ominaisuuksia. Vedyn kinetiikka hiilen nanorakenteissa on myös yksi väitöksen tutkimuskohteista.
Tämän väitöskirjan tulokset selventävät vedyn adsoptio/desorptio kinetiikkaa hiilen nanorakenteissa ja kuinka vetyä voidaan käyttää näiden materiaalien elektronisten ominaisuuksien muokkaamiseen. Lisäksi, väitöskirja esittelee useita uusia nanorakenteita joilla on mielenkiintoisia ominaisuuksia ja joita voidaan mahdollisesti käyttää monissa sovelluksissa.
Julkaisun otsikon käännös | Hiilen nanorakenteiden ja vedyn välinen vuorovaikutus |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-60-4469-9 |
Sähköinen ISBN | 978-952-60-4470-5 |
Tila | Julkaistu - 2012 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- hiili
- vety
- fullereeni
- nanoputki
- vuorovaikutus
- tiheysfunktionaaliteoria