Старые добрые нанотрубки борозды не испортят

Кристаллы из ультратонких углеродных нанотрубок могут найти чудесное применение подобно преобразованию избыточного тепла в электрическую энергию с почти идеальной эффективностью.

Значительный шаг на пути к этому совершили инженеры из университета Райса.

Вообще-то история началась в 2013 году. Тогда Джунихиро Коно из Райса со студентами открыли прорывной метод создания углеродных нанотрубок в тонких пленках на фильтрующей мембране.

Нанотрубки длинные, полые и могут спутываться. Представьте себе садовый шланг длиной десятки километров. Представили? Отлично, теперь представьте, что его диаметр не превышает ширину нескольких атомов. Любой, кто когда-либо пытался распутать шланг, оценит подвиг Коно и его команды, ведь они сумели превратить множество непослушных нанотрубок в хорошо организованные группы. Миллиарды нанотрубок ложились рядами, словно спагетти в коробке.

Так в чем проблема? А проблема в том, что команда Коно понятия не имели, почему все так происходит.

— Это было волшебно, настоящая магия, заявил Коно, инженер и исследователь в области прикладной физики, электричества и материаловедения. Коно исследует углеродные нанотрубки свыше 20 лет.

— Мы так и не поняли, что происходит в микромасштабе. Но что еще важнее, мы не знали, в каком направлении эти нанотрубки будут выстраиваться, добавил ученый.

Возможные объяснения исследователи опубликовали в 2016 году. Ответ неожиданный и просто: нанотрубки выравниваются благодаря крошечным параллельным бороздкам в фильтрующей бумаге. Примечательно, что эти бороздки появляются на бумаге в процессе производства, специально их никто не делает.

Результаты исследования опубликованы в издании Nano Letters.

Ларчик просто открывался

По словам Коно, аспирант его лаборатории Нацуми Комацу (на верхнем фото) была первой, кто обнаружил бороздки в бумаге и связал их с выравниванием нанотрубок.

— Я обнаружила, что в любой коммерчески произведенной мембране для фильтров есть такие бороздки, заявила Комацу. — Плотность бороздок всегда разная, но они есть.

Для получения двухмерных кристаллических пленок исследователи впервые суспендировали смесь нанотрубок в водно-сурфактантном растворе. Похожий на мыло сурфактант обволакивает нанотрубки и служит своего рода детанглером, то есть средством против спутывания.

В 2013 году студенты Коно использовали вакуумную фильтрацию, чтобы пропустить смесь через мембрану фильтра. Жидкость прошла через фильтр, оставив на поверхности пленку с упорядоченными нанотрубками.

В целом ряду экспериментов Комацу с коллегами, включая постдока Саунаб Гош, показали, что нанотрубки выравниваются в соответствии с параллельными бороздками на мембране фильтра.

Комацу проанализировала дюжины образцов бумаги для фильтров и с помощью сканирующих электронных микроскопов классифицировал и описала бороздки.

С помощью высокой температуры и давления ученые удалили бороздки с поверхности бумаги подобно тому, как мы гладим утюгом мятую одежду. Исследователи показали, что пленки на бумаге без бороздок содержат нанотрубки, упорядоченные в разных направлениях.

Наконец, ученые изготовили бумагу с бороздками с определенным узором, и нанотрубки впоследствии повторили этот узор.

Метод удивителен, ведь он дает нужный уровень предиктивности в производстве двухмерных кристаллических пленок нанотрубок.

— Если нанотрубки расположены произвольно, вы теряете все преимущества одномерного материала, заметил Конро. — Одномерность — это ключевое свойство. Именно оно дает начало большинству необычных, но важных физических свойств.

Хотя пленки, полученные группой Коно, все-таки двухмерные, отдельные нанотрубки напоминают одномерный материал, особенно оптическими и электронными свойствами.

Эти свойства углеродных нанотрубок основаны на их диаметре и структуре или хиральности. Некоторые хиральности действуют подобно металлам, в то время как другие — подобно полупроводникам. Ученые десятилетиями пытались отыскать метод получения крупных макроскопических объектов с одним диаметром или хиральностью.

— Вообще это наш следующий шаг, заключила Гош. — В текущем исследовании мы используем смесь металлических и полупроводниковых нанотрубок с разными диаметрами.

09.03.2020




Нано



Форма фотонанокатализаторов имеет огромное значениеФорма фотонанокатализаторов имеет огромное значен...

При проектировании наночастиц, которые с ...

Выбор условий для измерения размера макромолекул методом динамического рассеяния светаВыбор условий для измерения размера макромолекул ...

Исследовано изменение размера растущих молекул...

Старые добрые нанотрубки борозды не испортятСтарые добрые нанотрубки борозды не испортят

Кристаллы из ультратонких углеродных нано...

Ученые придумали, как усилить свойства композитовУченые придумали, как усилить свойства композитов

Материаловеды из политехнического институ...

Носимую электронику больше не будут клеить на тканьНосимую электронику больше не будут клеить на тка...

Стремление создать доступную, прочную и м...

Поляризованный свет необычно влияет на золотые наночастицыПоляризованный свет необычно влияет на золотые на...

Ученые из университета Райса в ходе ...

Светящиеся растения из Аватара появятся на ЗемлеСветящиеся растения из Аватара появятся на Земле

Все помнят эти удивительные люминесцентны...

Создан нанолазер, который меняет цвет как хамелеонСоздан нанолазер, который меняет цвет как хамелео

Новинка позволит продвинуться в области г...

Разработана искусственная кожа на основе графенаРазработана искусственная кожа на основе графена

Исследователям из Университета Глазго уда...

Печатные электронные устройства сделают вечнымиПечатные электронные устройства сделают вечными

Группа инженеров из Калифорнийского униве...

Графен поможет выращивать уникальные двумерные полупроводникиГрафен поможет выращивать уникальные двумерные по...

Новый метод производства позволит получать дву

Молекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ультразвукМолекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ул...

Во всем мире ультразвуковая визуализация приме...

Эффективность не измеряется измерениямиЭффективность не измеряется измерениями

В это сложно поверить, но не вс...

Самосборку нанокристаллов можно увидеть вживуюСамосборку нанокристаллов можно увидеть вживую

Превращение простых коллоидных частиц &md...

Самое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с волнойСамое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с...

Физики из Калифорнийского университета в&...

Создан очень гибкий и эластичный материал из нанотрубокСоздан очень гибкий и эластичный материал из нано...

Китайские ученые создали инновационный материа...

Покрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и молнийПокрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и...

Тонкое покрытие, состоящее из нанолент гр...

Теплопроводностью можно управлять с помощью наноструктурТеплопроводностью можно управлять с помощью нанос...

Теплопроводность — знакомое каждому...

Белый графен поможет раскрыть потенциал черного графенаБелый графен поможет раскрыть потенциал черного г...

Изготовление идеального монослоя так назы...

Создана наносубмарина с ультрафиолетовым приводомСоздана наносубмарина с ультрафиолетовым приводом

Наносубмарины хотя и не совсем готов...

Для повышения предела чувствительности спектроскопии ученые смяли наночастицыДля повышения предела чувствительности спектроско...

Увеличив площадь поверхности графен-золотых на...

Казанские ученые представили нанокомпозит исключительно для наружного примененияКазанские ученые представили нанокомпозит исключи...

Публикация исследователей из Казани и&nbs...

Генераторы углеродных нанотрубок давно среди насГенераторы углеродных нанотрубок давно среди нас

Ученые предположили, что, возможно, автомобили...

Доказана возможность использования наноколец в солнечных батареяхДоказана возможность использования наноколец в со...

Когда Рамеш Джасти начал изготавливать крошечн...

Созданы моторчики, которые заводятся от обычного светаСозданы моторчики, которые заводятся от обычного ...

Удивительно, но это факт: чтобы акти...

Совершен прорыв в области левитирования нанообъектовСовершен прорыв в области левитирования нанообъек...

Исследователи из Рочестера впервые добили

Открыт синтез нового наноматериалаОткрыт синтез нового наноматериала

Сотрудники технического университета Луизианы ...

Как наноцентр помогает ученым улучшать мирКак наноцентр помогает ученым улучшать мир

Вот уже год Центр нанотехнологий Рес...

Ученые намерены масштабировать производство диэлектриков для хранения энергииУченые намерены масштабировать производство диэле...

Простые в изготовлении, дешевые, легкие, ...

Поиск на сайте

СМИ сегодня досталось особенно сильно, а потому редакция обращается к самым преданным своим читателям за помощью. Даже малый вклад может помочь в развитии сайта. Заранее большое спасибо вам всем.

Магазин

  
Kingston SSDNow V300 60GB (SV300S37A/60G)3190.00 руб.

Знатоки клуба инноваций



ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на
Представлен новый метод описания искривленного светаПредставлен новый метод описания искривленного света

Новости компаний, релизы

Почему потребители выбирают композитные бассейныПочему потребители выбирают композитные бассейны
Почему каши полезны на завтракПочему каши полезны на завтрак
Без этих устройств невозможно построить даже простую сетьБез этих устройств невозможно построить даже простую с
На российском рынке появились скоростные ультрафиолетовые стерилизаторы для смартфоновНа российском рынке появились скоростные ультрафиолето
Как выбрать и купить хороший хвойный саженецКак выбрать и купить хороший хвойный саженец