Хіміки навчилися робити вуглецеві наноленти

Дослідники розробили нову стратегію створення вуглецевих нановолокон з гладкими краями шириною менше 10 нм. Метод виготовлення таких структур передбачає пресування вуглецевих нанотрубок.

Що буде, коли розплющити вуглецеві нанотрубки алмазними ковадлами? Це вирішили перевірити китайські вчені і отримали вузькі графенові наноленти

Графенові нановолокна являють собою вузькі і довгі смуги графена шириною менше 100 нм. Ці структури, що мають гладкі краї, велику смугу пропускання і високу рухливість носіїв заряду, можуть бути досить цінними для широкого спектру 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 домогтися цього. Він полягає в тому, щоб «розчавити» вуглецеві нанотрубки пресом. Вчені розрахували, що синтезовані за допомогою цього методу структури будуть набагато вже, ніж ті, які були отримані за раніше використовуваними методиками. Автори використовували алмазну ковадло високого тиску для обробки вуглецевих нанотрубок.

Вчені запечатали зразки наноструктур в камері, а потім стиснули їх між наконечниками двох алмазних ковалів. Щоб стабілізувати структуру розчавленого зразка, автори провели термічну обробку, поки отримана нанолента перебувала під високим тиском. Хіміки показали, що отримані за їхньою методикою структури мають атомарно гладкі, закриті краї і дуже мало дефектів. Автори навіть змогли виготовити графенові нановолокна довжиною менше 5 нм з мінімальною шириною 1,4 нм.

Це дослідження важливе 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 дозволяє 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 розчавлених нанотрубок або для «сплющування» фуллереноподібних наночастинок з метою поліпшення їх властивостей.

Стаття дослідників опублікована в журналі Nature Electronics.