Дослідники розробили нову стратегію створення вуглецевих нановолокон з гладкими краями шириною менш як 10 нм. Метод виготовлення таких структур передбачає пресування вуглецевих нанотрубок.
Графенові нановолокна являють собою вузькі й довгі смуги графену шириною менш як 100 нм. Ці структури, що мають гладкі краї, велику смугу пропускання і високу рухливість носіїв заряду, можуть бути дуже цінними для широкого спектра електронних і оптоелектронних застосувань. Однак досі інженери ще не змогли впровадити методику синтезу цих компонентів в досить великих масштабах.
У новій роботі дослідники запропонували метод, який дозволить досягти цього. Він полягає в тому, щоб «розчавити» вуглецеві нанотрубки пресом. Вчені розрахували, що синтезовані за допомогою цього методу структури будуть набагато вужчі, ніж ті, які були отримані за раніше використовуваними методиками. Автори використовували алмазне ковадло високого тиску для обробки вуглецевих нанотрубок.
- Вчені з’ясовують, чому рослини зелені
- Вчені засікли “сигнал тривоги” від рослин, коли їх атакують тварини
- Кардіологи з’ясували, наскільки частіше “вічні” холостяки помирають від серцевої недостатності
Вчені запечатали зразки наноструктур в камері, а потім стиснули їх між наконечниками двох алмазних ковалень. Щоб стабілізувати структуру розчавленого зразка, автори провели термічну обробку, поки отримана нанолента перебувала під високим тиском. Хіміки показали, що отримані за їх методикою структури мають атомарно гладкі, закриті краї й дуже мало дефектів. Автори навіть змогли виготовити графенові нановолокна довжиною менш як 5 нм з мінімальною шириною 1,4 нм.
Це дослідження важливо для розробки нових електронних та оптоелектронних пристроїв. У майбутньому метод, запропонований вченими, може бути використаний для отримання високоякісних, вузьких і довгих напівпровідникових графенових нановолокон. Крім того, нова стратегія дозволить інженерам контролювати тип ребер цих волокон. Це може допомогти в подальшому вивченні фундаментальних властивостей таких структур і практичного застосування нанолент в електроніці та оптоелектроніці. Зрештою, метод, розроблений китайськими хіміками, також може бути адаптований для синтезу інших подібних структур на основі матеріалів з використанням роздавлених нанотрубок або для “сплющування” фулереноподібних наночастинок з метою поліпшення їх властивостей.
Стаття дослідників опублікована в журналі Nature Electronics.
Натхнення: www.popmech.ru