This article studies the free and forced vibrations of the carbon nanotubes CNTs embedded in an elastic medium including thermal and dynamic load effects based on nonlocal Euler-Bernoulli beam. A Winkler type elastic foundation is employed to model the interaction of carbon nanotube and the surrounding elastic medium. Influence of all parameters such as nonlocal small-scale effects, high temperature change, Winkler modulus parameter, vibration mode and aspect ratio of short carbon nanotubes on the vibration frequency are analyzed and discussed. The non-local Euler-Bernoulli beam model predicts lower resonance frequencies. The research work reveals the significance of the small-scale coefficient, the vibrational mode number, the elastic medium and the temperature change on the non-dimensional natural frequency.
Salah, Numan;Habib, Sami S.;Khan, Zishan H.;Alshahrie, Ahmed;Memic, Adnan;Al-ghamdi, Attieh A.
Carbon letters
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제19권
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pp.23-31
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2016
Carbon rich fly ash was recently reported to have compositions that are ideal for use as a precursor and catalyst for carbon nanotube growth. This fly ash powder is mostly composed of pure carbon, predominantly present as sp2. In this work, the effect of sonication time on the morphology and structural properties of carbon rich fly ash particles is reported. The obtained results show that ultrasound treatment is an effective tool for producing ultrafine particles/fragments with higher porosity, which might be suitable for the adsorption of gasses. Moreover, carbon nanoparticles (CNPs) of this fly ash were produced in parallel using the ball milling technique, and were evaluated as reinforcements for epoxy based composites. These CNPs have almost spherical shapes with particle sizes of around 30 nm. They were found to have strong C=O carbonyl group bonds, which might be generated during the ball milling process. The tensile testing results of a fly ash CNP reinforced epoxy composite showed significant improvements in the mechanical properties, mainly in the stiffness of the polymer. The stiffness value was increased by around 23% of that of neat epoxy. These CNPs with chemically active groups might also be useful for other applications.
Carbon nitride has drawn broad interdisciplinary attention in diverse fields such as catalyst, energy storage, gas adsorption, biomedical sensing and even imaging. Intensive studies on carbon dioxide (CO2) capture using carbon nitride materials with various nanostructures have been reported since it is needed to actively remove CO2 from the atmosphere against climate change. This is mainly due to its tunable structural features, excellent physicochemical properties, and basic surface functionalities based on the presence of a large number of -NH or -NH2 groups so that the nanostructured carbon nitrides are considered as suitable materials for CO2 capture for future utilization as well. In this review, we summarize and highlight the recent progress in synthesis strategies of carbon nitride nanomaterials. Their superior CO2 adsorption capabilities are also discussed with the structural and textural features. An outlook on possible further advances in carbon nitride is also included.
This paper is about the carbon nanotube(CNT) samples called as CNT cartridges. The CNT cartridges are useful to make it better to fabricate the nano-sized devices like nanoprobes and nanotweezers through physical attachment. To make these cartridges, we need to align CNTs and to purify them from raw material. There is a variety of methods to align 1-dimensional nanostructures like nanotubes and nanowires. In this review, we mainly focused on the methods using electric field. And we will introduce various researches in relation to the CNT cartridges and the fabrication methods using the CNT cartridges and nanomanipulation techniques.
Dielectrophoretic behavior of semiconducting single-walled carbon nanotubes(SWNT) was investigated theoretically and experimentally. The surface conductance of nanotubes was modulated using anionic and cationic surfactant mixtures. The experimental results indicate that dielectrophoretic behavior of SWNT highly depends on the procedure of mixing two opposite-charged surfactants. Clausius-Mossotti factor was calculated by measuring zeta potentials and solution conductivity. Raman spectroscopy was used to characterize the dielectrophoretically deposited nanotubes arrary. We found that metallic nanotubes were selectively separated from the nanotubes suspension, resulting from modulation of surface conductance of semiconducting SWNT.
The CN(carbon nitrogen) nanofibers were formed by HIP(high isostatic pressure) process. From the field emission measurement, CN nanofibers shows an excellent characteristics of emitter, better than CNTs and carbon nanofibers. The structures obtained can be divided into three groups : bamboo-like fibers, corrugated structures and bead necklace-like fib res. Emission properties of CN nanofibers were investigated for spacing, between anode and cathode, variation. Turn-on fields was 1.4 v/$\mu\textrm{m}$. The time reliability and light emission test were carried out for about 100 hours. We suggest that CN nanofibers can be possibly applied to the high brightness flat lamp because of low turn-on field and time reliability
The carbon nanowall (CNW) is a carbon-based nanomaterials and it was constructed with vertical structure graphenes and it has the highest surface density among carbon-based nanostructures. In this study, we have checked the growth properties of CNW according to the substrate angle. Microwave plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) system was used to grow CNW on Si substrate with methane ($CH_4$) and hydrogen ($H_2$) gases. And, we have changed the substrate angle from $0^{\circ}$ to $90^{\circ}$ in steps of $30^{\circ}$. The planar and vertical conditions of the grown CNWs according to the substrate angle were characterized by a field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). In case of the growth angle increases, our experimental results showed that the length of the CNW was shortened and the content of carbon component was decreased.
Indium oxide ($In_2O_3$) nanorods (NRs) which can be expected to increase the device performance in various electronic and electrochemical applications were prepared on carbon fibers via an electrochemical deposition (ED) method. During the ED, the indium hydroxide ($In(OH)_3$) NRs were well grown and firmly attached onto the carbon fibers. After that, they were changed into $In_2O_3$ by dehydration through a thermal annealing. The morphological and structural properties were investigated using field-emission scanning electron microscope images. The crystallinity of as-prepared sample was evaluated by X-ray diffraction. The Fourier transform infrared results confirm that the functional groups are present in the $In_2O_3$ NRs. This facile process of metal oxide nanostructures on carbon fiber can be utilized for flexible electronic and energy related applications.
In general, the charge storage characteristics and overall performance of electrochemical energy devices (such as lithiumion batteries and supercapacitors) significantly depends on the structural and geometrical factors of the electrodes' active materials. The most widely used active materials of electrochemical energy storage devices are based on carbons of various forms. Each carbon type has drawbacks and advantages when used as the electrode material. Studies have been recently carried out to combine different types of carbons, in particular nanostructured carbons, in order to overcome the structure-originated limitations and thus enhance the overall electrochemical performances. In this feature article, we report the recent progress on the development of this novel class of materials (multidimensional nanocarbons), and their applications for supercapacitors. Multidimensional nanocarbons include graphenes/carbon nanotubes (CNTs), CNTs/carbon films, CNTs/fullerenes, and ternary carbon nanostructures. Various applications using these multidimensional nanocarbons have been proposed and demonstrated in the literature. Owing to the recent extensive studies on electrochemical energy storage devices and considering that carbons are their most fundamental electrode materials, the number of reports on nanocarbons employed as electrodes of the electrochemical energy storage devices is rapidly increasing. Recently, numerous multidimensional nanocarbons have been designed, prepared, and utilized as electrodes of electrochemical capacitors or supercapacitors, which are considered next-generation energy devices owing to their unique merits compared to the conventional structures. In this review, we summarize the basic motivations, preparation methods, and resultant supercapacitor performances of each class of multidimensional nanocarbons published in the literature, focusing on recent reports.
Strategies to facilitate carrier transfer/transport while preserving confined characteristics of isolated nanocrystal quantum dots (NQDs) will be discussed. Specifically, synthesis and characterizations of 1) the fabrication of neat NQD solids (assembled NQD films) with modified surfaces by attaching ligands or by applying physical processes such as heat annealing [J. Phys. Chem. C (2011), 115(3), 607] and 2) coupling NQDs to one-dimensional nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWNTs) [ACS Nano, (2010) 4(1), 324] will be presented. Further, recent achievement ours of fabricating NQDs assemblies into photovoltaic devices for elucidating transfer mechanism witll be discussed.
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