separando nanotubos metálicos de alto ângulo quiral por...
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Separando nanotubos metálicos de alto ângulo quiralpor DGU
Elton José F. de Carvalho
Instituto de Física — Universidade de São Paulo
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Separando tubos metálicos
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Conclusões
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Separando tubos metálicos
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Conclusões
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Nanotubos CMY
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Dispersão
Separação
Observando osmetálicos
Heróz et al
Conclusões
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Dispersão
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Dispersão
Separação
Observando osmetálicos
Heróz et al
Conclusões
4 / 18
O grupo de Kataura adaptou o método de Arnold et al paraseparar nanotubos por condutividade.Para isso, é necessário:
1. Dispersar nanotubos em Deoxi colato de sódio (DOC):
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Dispersão
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Dispersão
Separação
Observando osmetálicos
Heróz et al
Conclusões
4 / 18
O grupo de Kataura adaptou o método de Arnold et al paraseparar nanotubos por condutividade.Para isso, é necessário:
1. Dispersar nanotubos em Deoxi colato de sódio (DOC):
2. Sonicação por 20h
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Dispersão
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Dispersão
Separação
Observando osmetálicos
Heróz et al
Conclusões
4 / 18
O grupo de Kataura adaptou o método de Arnold et al paraseparar nanotubos por condutividade.Para isso, é necessário:
1. Dispersar nanotubos em Deoxi colato de sódio (DOC):
2. Sonicação por 20h3. Centrifugar por 1h a 276000g e pegar o sobrenadante (Laser
Vaporization)
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Dispersão
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Dispersão
Separação
Observando osmetálicos
Heróz et al
Conclusões
4 / 18
O grupo de Kataura adaptou o método de Arnold et al paraseparar nanotubos por condutividade.Para isso, é necessário:
1. Dispersar nanotubos em Deoxi colato de sódio (DOC):
2. Sonicação por 20h3. Centrifugar por 1h a 276000g e pegar o sobrenadante (Laser
Vaporization) ou o precipitado depois de 18h de centrifugação.(HiPco/CoMoCat: menor diâmetro: mais densos)
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Separação
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Dispersão
Separação
Observando osmetálicos
Heróz et al
Conclusões
5 / 18
⇒ Solução de 1.5% de SC e1.5% de SDS no gradiente
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Separação
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Dispersão
Separação
Observando osmetálicos
Heróz et al
Conclusões
5 / 18
⇒ Solução de 1.5% de SC e1.5% de SDS no gradiente
⇒ Várias concentrações desurfactante na amostra.
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Observando os metálicos
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Dispersão
Separação
Observando osmetálicos
Heróz et al
Conclusões
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Espectro de absorção
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Observando os metálicos
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Dispersão
Separação
Observando osmetálicos
Heróz et al
Conclusões
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Espectro de absorção Diferentes diâmetros ⇒Diferentes cores:
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Heróz et al
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
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Separação
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
8 / 18
Essencialmente mesmo método dos japoneses, usou a soluçãoótima para tubos HiPCO: 0.5% DOC 1% SDS 1% SC.
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Separação
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
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Todos os armchair
Conclusões
8 / 18
Essencialmente mesmo método dos japoneses, usou a soluçãoótima para tubos HiPCO: 0.5% DOC 1% SDS 1% SC.Diferença: Fez análise mais profunda das amostras purificadas.
⇒ Absorção
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Separação
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
8 / 18
Essencialmente mesmo método dos japoneses, usou a soluçãoótima para tubos HiPCO: 0.5% DOC 1% SDS 1% SC.Diferença: Fez análise mais profunda das amostras purificadas.
⇒ Absorção⇒ Fotoluminescência
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Separação
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
8 / 18
Essencialmente mesmo método dos japoneses, usou a soluçãoótima para tubos HiPCO: 0.5% DOC 1% SDS 1% SC.Diferença: Fez análise mais profunda das amostras purificadas.
⇒ Absorção⇒ Fotoluminescência⇒ Raman Ressonante
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Absorção
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
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Todos os armchair
Conclusões
9 / 18
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Absorção
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
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Todos os armchair
Conclusões
9 / 18
⇒ ES11(870 − 1600nm) e ES22(550 − 870nm) praticamente
desaparecem
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Absorção
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
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Todos os armchair
Conclusões
9 / 18
⇒ ES11(870 − 1600nm) e ES22(550 − 870nm) praticamente
desaparecem⇒ EM11(440 − 670nm) fica mais definido
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Absorção: dificuldades
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
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Todos os armchair
Conclusões
10 / 18
⇒ Sobreposição de picos: EM11(440− 670nm) e ES33(UV − 490nm)
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Absorção: dificuldades
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
10 / 18
⇒ Sobreposição de picos: EM11(440− 670nm) e ES33(UV − 490nm)
(mas calculando a integral da curva dá pra ter uma ideia)
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Absorção: dificuldades
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
10 / 18
⇒ Sobreposição de picos: EM11(440− 670nm) e ES33(UV − 490nm)
(mas calculando a integral da curva dá pra ter uma ideia)⇒ É difícil achar a base da curva (solvente, cubeta, filtros etc.)
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Absorção: dificuldades
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
10 / 18
⇒ Sobreposição de picos: EM11(440− 670nm) e ES33(UV − 490nm)
(mas calculando a integral da curva dá pra ter uma ideia)⇒ É difícil achar a base da curva (solvente, cubeta, filtros etc.)⇒ Concentrações diferentes da amostra purificada e original
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Fotoluminescência
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
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Conclusões
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Fotoluminescência
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
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Conclusões
11 / 18
⇒ PLE mostra os semicondutores
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Fotoluminescência
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Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
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Todos os armchair
Conclusões
11 / 18
⇒ PLE mostra os semicondutores Mesmo ampliando em 10× osinal, não se observa semicondutores na amostra enriquecida.
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Fotoluminescência
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Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
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Todos os armchair
Conclusões
11 / 18
⇒ PLE mostra os semicondutores Mesmo ampliando em 10× osinal, não se observa semicondutores na amostra enriquecida.
⇒ Bundling com metálicos poderia mascarar os semicondutores,mas ESii apareceria.
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Raman
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
12 / 18
⇒ Detecta o modo de respiração radial:
→ Metálicos: 0.95 − 1.36nm
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Raman
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Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
12 / 18
⇒ Detecta o modo de respiração radial:
→ Metálicos: 0.95 − 1.36nm→ Semicondutores 0.68 − 0.90nm
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Raman
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
12 / 18
⇒ Detecta o modo de respiração radial:
→ Metálicos: 0.95 − 1.36nm→ Semicondutores 0.68 − 0.90nm (esses praticamente
somem)
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Raman
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
12 / 18
⇒ Intensidade dada por:
IRaman = gN
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∑
i ,j
Mg ,ie–oM
g ,ie–phM
i ,je–o
(Elaser − Eii − iγ)(
Elaser − Eii − h̄ωphiγ)
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2
com
→ g fator experimental;→ N população relativa (ajustada);→ Eii energia de transição (vem da geometria do tubo);
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Raman
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
12 / 18
⇒ Intensidade dada por:
IRaman = gN
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∑
i ,j
Mg ,ie–oM
g ,ie–phM
i ,je–o
(Elaser − Eii − iγ)(
Elaser − Eii − h̄ωphiγ)
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2
com
→ g fator experimental;→ N população relativa (ajustada);→ Eii energia de transição (vem da geometria do tubo);→ γ fator de alargamento (ajustado);
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Raman
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Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
12 / 18
⇒ Intensidade dada por:
IRaman = gN
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∑
i ,j
Mg ,ie–oM
g ,ie–phM
i ,je–o
(Elaser − Eii − iγ)(
Elaser − Eii − h̄ωphiγ)
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2
com
→ g fator experimental;→ N população relativa (ajustada);→ Eii energia de transição (vem da geometria do tubo);→ γ fator de alargamento (ajustado);→ h̄ωph energia do fônon;
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Raman
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
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⇒ Intensidade dada por:
IRaman = gN
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∑
i ,j
Mg ,ie–oM
g ,ie–phM
i ,je–o
(Elaser − Eii − iγ)(
Elaser − Eii − h̄ωphiγ)
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2
com
→ g fator experimental;→ N população relativa (ajustada);→ Eii energia de transição (vem da geometria do tubo);→ γ fator de alargamento (ajustado);→ h̄ωph energia do fônon;→ Me–ph matriz de acoplamento éxciton–fônon;
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Raman
Separando tubosmetálicos
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Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
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⇒ Intensidade dada por:
IRaman = gN
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∑
i ,j
Mg ,ie–oM
g ,ie–phM
i ,je–o
(Elaser − Eii − iγ)(
Elaser − Eii − h̄ωphiγ)
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2
com
→ g fator experimental;→ N população relativa (ajustada);→ Eii energia de transição (vem da geometria do tubo);→ γ fator de alargamento (ajustado);→ h̄ωph energia do fônon;→ Me–ph matriz de acoplamento éxciton–fônon;→ Me–o matriz de acoplamento éxciton–fóton;
-
Raman
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
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⇒ Intensidade dada por:
IRaman = gN
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∑
i ,j
Mg ,ie–oM
g ,ie–phM
i ,je–o
(Elaser − Eii − iγ)(
Elaser − Eii − h̄ωphiγ)
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2
com
→ g fator experimental;→ N população relativa (ajustada);→ Eii energia de transição (vem da geometria do tubo);→ γ fator de alargamento (ajustado);→ h̄ωph energia do fônon;→ Me–ph matriz de acoplamento éxciton–fônon;→ Me–o matriz de acoplamento éxciton–fóton;→ No raman ressonante, Eii − h̄ωph é próximo de alguma
energia de excitação do sistema.
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Raman: Resultados
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
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Raman: Resultados
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
13 / 18
⇒ Tubos semicondutores desaparecem
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Raman: Resultados
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
13 / 18
⇒ Tubos semicondutores desaparecem⇒ Tubos de baixo ângulo quiral também somem
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Raman: Resultados
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
13 / 18
⇒ Tubos semicondutores desaparecem⇒ Tubos de baixo ângulo quiral também somemmesmo nos de
menor diâmetro.
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Raman: Resultados
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
13 / 18
⇒ Tubos semicondutores desaparecem⇒ Tubos de baixo ângulo quiral também somemmesmo nos de
menor diâmetro.⇒ Isso acontece apesar dos acoplamentos éxciton–fônon serem
menores nos armchair
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Calculando populações
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
14 / 18
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Calculando populações
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
14 / 18
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Todos os armchair
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Separação
Absorção
Absorção:dificuldades
Fotoluminescência
RamanRaman:ResultadosCalculandopopulações
Todos os armchair
Conclusões
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-
Conclusões
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Conclusões
Obrigado!
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Conclusões
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Conclusões
Obrigado!
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⇒ Acrescentar DOC na concentração certa cria preferência portubos metálicos
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Conclusões
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Conclusões
Obrigado!
17 / 18
⇒ Acrescentar DOC na concentração certa cria preferência portubos metálicos
⇒ O uso conjunto de Absorção, Fotoluminescência e RamanRessonante permitem identificar as espécias (n, m) denanotubos numa amostra
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Conclusões
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Conclusões
Obrigado!
17 / 18
⇒ Acrescentar DOC na concentração certa cria preferência portubos metálicos
⇒ O uso conjunto de Absorção, Fotoluminescência e RamanRessonante permitem identificar as espécias (n, m) denanotubos numa amostra
⇒ Essa separação deve vir da geometria quiral do SC e do DOC,já que somente se observa separação por diâmetro quando seusa SDS e outros sais.
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Conclusões
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Conclusões
Obrigado!
17 / 18
⇒ Acrescentar DOC na concentração certa cria preferência portubos metálicos
⇒ O uso conjunto de Absorção, Fotoluminescência e RamanRessonante permitem identificar as espécias (n, m) denanotubos numa amostra
⇒ Essa separação deve vir da geometria quiral do SC e do DOC,já que somente se observa separação por diâmetro quando seusa SDS e outros sais.
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Obrigado!
Separando tubosmetálicos
Nanotubos CMY
Heróz et al
Conclusões
Obrigado!
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Nanofios de Vanadato de prata comnanopartículas de prata aderidas àsua superfície.Imagem cedida pelo Prof. OswaldoL. Alves, do LQES, Unicamp.
Nano Mickey \o/
Separando tubos metálicosNanotubos CMYDispersãoSeparaçãoObservando os metálicos
Heróz et alSeparaçãoAbsorçãoAbsorção: dificuldadesFotoluminescênciaRamanRaman: ResultadosCalculando populaçõesTodos os armchair
ConclusõesConclusõesObrigado!