Effect of Multi-Walled Carbon Nanotubes Incorporation on the Structure, Optical and Electrochemical Properties of Diamond-Like Carbon Thin Films

Abstract

We report the effect of incorporation of multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) on the mechanical, structural, optical and electrochemical properties of diamond-like carbon (DLC) thin films. The DLC/MWCNT hybrid composite was deposited onto stainless steel and quartz substrates by plasma enhanced chemical vapor deposition at low temperature (∼100 • C). Raman spectra of DLC/MWCNT film have characteristics from both DLC and MWCNT. The optical bandgap energy decreases with the incorporation of nanotubes. Scanning electron microscopy images confirm the presence of the MWCNT within the DLC film, forming a large interconnected conducting mesh. Tribological tests confirm there was slight adherence loss with incorporating MWCNT into the DLC films, while improving their electrical conductivity. Electrochemical assays show the incorporation of MWCNT converts DLC from an insulating material into a reversible electrode with fast charge transfer. This novel hybrid composite is shown to be mechanically robust, chemically inert and exhibits fast charge-transfer kinetics, which is very promising for several new applications.

Diamante dopado com boro obtido pela técnica HFcVD para detecção eletroanalítica de metai

“…Uma linha adicional de hidrogênio (1) passa através de um borbulhador contendo óxido de boro dissolvido em metanol numa concentração de 30000 ppm B/C, o qual é arrastado numa concentração que depende da temperatura, pressão de hidrogênio no borbulhador e fluxo de hidrogênio (22) . 3 B é produzido, sendo a substância contendo boro adicionada à fase gasosa de crescimento. Foi utilizado um rotâmetro para o controle do fluxo da mistura gasosa que saia do borbulhador para o interior do reator.…”

“…A análise por Espectroscopia Raman constatou a boa dopagem destes filmes com o elemento boro. Uma importante característica observada foi a boa aderência dos filmes no substrato de titânio com a predominância nestes de carbono do tipo sp 3 .…”

“…Eletrodos formados por filmes de diamante dopado com boro (DDB) têm sido alvo das atenções de muitos pesquisadores ao longo dos anos (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7) devido a vantagens que incluem alta resistência à corrosão; ampla faixa de potencial de trabalho para a maioria dos solventes e eletrólitos; alta inércia química e eletroquímica; baixa sensibilidade ao oxigênio dissolvido; correntes residuais ou de fundo pequenas e estáveis, o que resulta numa excelente razão sinal/ruído; atividade eletroquímica reprodutível e alta condutividade elétrica (8) . O diamante em seu estado natural é um dos melhores isolantes presentes na natureza, podendo, porém, ter sua condutividade sensivelmente melhorada pela adição de dopantes (B, N, O, S) na rede cristalina deste material.…”

Fast electron transfer kinetics on novel interconnected nanospheres of graphene layers electrodes

“…Carbon is a very attractive material for electrochemical applications due to its different allotropes (fullerenes, nanotubes, graphene and diamond) of dimensionality from 0D to 3D [1,2]. Carbon materials can be prepared in various microtextures from powders to freestanding fibres, foams, amorphous, crystals and composites [3,4].…”

Effect of gold oxide incorporation on electrochemical corrosion resistance of diamond-like carbon

“…The DLC corrosion resistance is significantly dependent on the film composition and structure, which are strongly related to deposition technique, precursor gas and incorporated metals [8,9]. The incorporation of metals into the DLC matrix has shown to be effective for the reduction of film stress, improved hardness, toughness and corrosion resistance by increasing sp 3 content [10][11][12][13][14][15][16][17]. Morrison et al showed the incorporation of silver and platinum nanoparticles into diamond-like carbon matrix prepared using a multicomponent target pulsed laser deposition process [10].…”