Найден способ точно контролировать рост нанотрубок
Эксперты из НИИ компании Honda, Университета Пердью и Луисвиллского университета (все — США) обучились настраивать параметры процесса выращивания нанотрубок так, дабы большинство взятых структур владело или железными, или полупроводящими особенностями.
Kак известно, параметры однослойных нанотрубок во многом определяются тем, каким как раз образом «сворачиваются» на протяжении их формирования углеродные плоскости. Процесс выращивания нанотрубок проходит в вакуумной камере: расположенные в нее на подложке частицы железа нагревают примерно до 800 ?C и пускают газ — метан. Со временем железо оказывается перенасыщено углеродом, высвобожденным из газа, и начинается формирование нанотрубок.
Авторы поняли, что незначительное модифицирование данной методики (перед синтезом в камеру нагнетались пары воды и гелий либо аргон) разрешает приобретать наноструктуры с заданными проводящими особенностями.
Команда ученых Университета Пурду под управлением Эрика Стача (Eric Stach) занималась разработкой новой разработке изготовления и формирования углеродных нанотрубок, применяя специальное оборудование, включая трансмиссионный электронный микроскоп. После этого, применяя созданную разработку, Луисвилльские исследователи изготовили громадные количества нанотрубок и совершили точные измерения удельной электропроводности. В опытах было показано контролируемое изменение доли нанотрубок, каковые выявляют железные особенности, от 33 до 91 процента.
При применении аргона и гелия частицы железа, как нетрудно подметить, принимают различные формы (иллюстрация авторов работы)
Врач Аветик Харитьюньян (Avetik Harutyunyan), ученый НИИ компании Хонда в Соединенных Штатах, поведал:
Совершённые опыты продемонстрировали, что возможно вынудить углерод нанотрубок приблизиться к железному состоянию. Тут играются ключевую роль форма и размеры железных нанокатализаторов, на которых выращиваются нанотрубки, кристаллографическая структура и форма нанотрубок. И мы обучились всем этим действенно руководить».
Чтобы растолковать эти результаты, ученые зафиксировали процесс синтеза посредством просвечивающего электронного микроскопа. Как выяснилось, свойства нанотрубок во многом зависят от черт наночастиц-катализаторов: при применении гелия последние принимают необычную форму с четкими гранями, а в воздухе аргона грани «стираются», и размер частиц железа изменяется. Роль воды осталась невыясненной; по предположению авторов, она каким-то образом содействует формированию граней.