Вчені розробили "рецепт приготування" ідеальних вуглецевих нанотрубок
Деякий час перш, ніж на науковій арені з'явився графен, пальма першості самого екзотичного, надзвичайного і перспективного матеріалу, який в майбутньому замінить кремній в електроніці, належала вуглецевим нанотрубок. Але, цілий ряд вельми відчутних проблем, пов'язаних з виготовленням та застосуванням вуглецевих нанотрубок в електроніці, призвів до того, що цей матеріал змістився на другі-треті ролі.
Найголовнішими проблемами, пов'язаними з нанотрубками, є проблема їх точного розміщення в необхідному місці і забезпечення надійного електричного контакту з іншими частинами електронної схеми. Не меншу роль відіграють і проблеми виготовлення вуглецевих нанотрубок, які, з одного боку, отримуються за допомогою відносно простої технологічного процесу, а з іншого боку, мають при цьому безліч різних дефектів, що кардинально змінюють, в деяких випадках, їх властивості.
Незважаючи на величезний потенціал та інтерес до вуглецевим нанотрубок, до останнього часу не був розроблений процес одержання нанотрубок в достатній кількості, які мають однакову будову на рівні атомів, однакові хімічні і фізичні властивості, іншими словами, ідеальних вуглецевих нанотрубок. Але не так давно дослідники з університету Південної Каліфорнії (University of Southern California, USC) оголосили про те, що їм вдалося розробити нову технологію, з допомогою якої можна виробляти вуглецеві нанотрубки, що мають заданий атомну будову і відомі фізичні властивості.
"Ми успішно вирішили одну з основних проблем, пов'язаних з вуглецевими нанотрубками" - розповідає Чонгву Жоу (Chongwu Zhou), професор USC, - "Тепер ми в стані точно контролювати процес вирощування нанотрубок, домагаючись їх повної ідентичності на рівні атомів".
Ключовим моментом нової технології є використання ідеальних коротких вуглецевих нанотрубок в якості свого роду "насіння", присутність яких в момент процесу осадження вуглецю з газоподібної фази дозволяє повністю клонувати їх структуру в структурі нових вирощуваних нанотрубок. Дослідницька група займалася розробкою технології вирощування вже майже два роки, майже половину з якого зайняла розробка методів, що дозволяють вирощувати нанотрубки з ідеальною структурою різних типів зі строго певними характеристиками, зокрема, певного діаметра і певної довжини.
"Ми розробили ключові механізми, які дозволять проводити чисті ідеальні вуглецеві нанотрубки в кількостях, достатніх для задоволення запитів масового виробництва електронних пристроїв нового покоління" - розповідає Джия Лью (Jia Liu), вчений, що брала участь в даних дослідженнях.
Завдяки розробці нової технології вирощування вуглецевих нанотрубок можна сподіватися, що інтерес до них з боку вчених, що розробляють електронні пристрої нового покоління, відновиться з колишньою силою. Хоча, цього може і не статися у світлі того, що кілька років ці вчені вже витратили на дослідження дивовижних властивостей графену і використання їх в електроніці. Але, в будь-якому випадку, для ідеальних вуглецевих нанотрубок знайдуться застосування в якості елементів мікроелектромеханічних систем, сонячних батареях і генераторах водню, в системах акумулювання енергії і в безлічі інших галузей, крім електроніки.