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 Так в чем проблема? А проблема в том, что команда Коно понятия не имели, почему все так происходит.
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 открывалсяПо словам Коно, аспирант его лаборатории Нацуми Комацу (на верхнем фото) была первой, кто обнаружил бороздки в бумаге и связал их с выравниванием нанотрубок.
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.
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.
09.03.2020 |
Нано
Прорыв в нанотехнологиях поможет создать дисплей, дающий цвет в реальном времени | |
Разработана революционная технология, позволяю... |
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота | |
Исследователи из Токийского столичного ун... |
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик | |
Исследователи из Токийского столичного ун... |
Nature Materials: Новаторские нанополости раздвигают горизонты в удержании света | |
Команда европейских и израильских физиков... |
Nature: В нанотрубках обнаружена сверхэластичность, вызванная окислением | |
Окисление может ухудшить свойства и функц... |
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды | |
Новое исследование физики вибрирующих нанопузы... |
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной | |
Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни... |
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения | |
Нейродегенеративными заболеваниями, такими как... |
Nature Nanotechnology: Созданы новые пикопружины для биомедицинских нужд | |
Исследователи из Хемница, Дрездена и ... |
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод | |
Исследовательская группа, состоящая из со... |
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах | |
Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б... |
Nano Today: Революционные нанодроны делают возможным таргетное лечение рака | |
Новаторское исследование, проведенное под ... |
Создан нанокатализатор для преодоления ограничений технологии электролиза воды | |
Зеленый водород можно получить с помощью ... |
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры | |
У всех представителей животного царства есть ж... |
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей | |
Исследование, проведенное докторантом Пабло С.... |
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц | |
Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ... |
Создан наноматериал, безопасно удаляющий прекурсоры мелкодисперсной пыли | |
За последнее десятилетие состояние мелкодиспер... |
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона | |
Нанопластики взаимодействуют с особым бел... |
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл | |
Наноинженеры создали квазикристалл &mdash... |
Наночастицы Plug and play могут упростить борьбу с разными биологическими целями | |
Инженеры Калифорнийского университета в С... |
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе | |
Исследователи показали, что принципы рабо... |
Из нанотрубок убрали углерод, и их стало намного больше | |
Исследователи из Tokyo Metropolitan Unive... |
Cочетание 2d материалов приводит к созданию структур с удивительными свойствами | |
Создание новых материалов путем комбинирования... |
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь | |
Высокотемпературное пламя используется для&nbs... |
Квантовые стержни открывают трехмерную глубину изображений виртуальной реальности | |
Телевизоры с плоским экраном, в кото... |
Физики представили новую технологию изготовления графеновых устройств | |
Думаете, что знаете о материале все?... |
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками | |
Инженеры разработали наноразмерные татуировки&... |
Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани | |
Самое удивительное, что они там, каж... |
Разработан простой и эффективный способ контроля структур методом двухфотонной литографии | |
Новый способ контроля наноразмерного производс... |
Держать удар: ученые улучшили нанопену для защитного спортивного снаряжения | |
Открытие того факта, что футболисты, полу... |