Фотка:
Mstroeck/Wikimedia Commons
Комментарии
Ученые доказали, что структурные и проводящие свойства нанотрубок имеется возможность изменять, растягивая их. За счет этого можно расширить область их применения в электронике и высокоточной сенсорике, хоть бы, микропроцессорах и высокоточных датчиках. Статья о проведенном исследовании опубликована в журнале Ultramicroscopy.
Углеродная нанотрубка может находиться представлена в виде свёрнутого особым образом листа графена. Существуют различные способы «сворачивания», вследствие которым края графена соединяются между собой под разными углами, образуя итого кресельные, зигзагообразные или хиральные нанотрубки. Благодаря высокой электропроводности нанотрубки можно истощить, например, в микропроцессорах и высокоточных датчиках. Однако на этапе производства углеродных нанотрубок очень несладко контролировать их проводимость. В одном массиве могут вырасти нанотрубки и с металлическими, и с полупроводниковыми свойствами.
Ученые предложили манипуляция, позволяющий модифицировать структуру уже готовых нанотрубок и изменять таким образом их проводящие свойства. «Основа нанотрубки — повернутый слой графена — представляет собой сетку из правильных шестиугольников, в вершинах которых расположены атомы углерода. Когда одну из углеродных связей в нанотрубке повернуть на 90°, вместо шестиугольников на этом месте сформируются пентагон и семиугольник, и получится так называемый дефект Стоуна-Уэйлса. Такой дефект может предстать в структуре, при определённых условиях, — рассказывает один из авторов работы, доцент МИСиС Савл Сорокин. — Еще в конце 90-х было предсказано, что миграция этого дефекта по стенкам что есть мочи нагретой нанотрубки при приложении к ней механического напряжения может привести к изменению её структуры — последовательной смене хиральности нанотрубки, что ведёт к изменению её электронных свойств. Перед этим не было получено экспериментальных подтверждений этой гипотезы».
Ученые смоделировали эксперимент на атомном уровне. Раньше нанотрубки удлинялись до образования первого структурного дефекта, состоящего из двух пятиугольников и двух семиугольников. Если нет трубку продолжать удлинять, этот дефект начинал «расползаться» в стороны, перестраивая кое-кто углеродные связи. Именно на этом этапе изменялась структура нанотрубок. При дальнейшем удлинении начинали организовываться все новые и новые дефекты, приводя в конечном итоге, к изменению проводимости нанотрубок.
Предложенная учеными методика способна помочь в преобразовании структуры «металлических» нанотрубок для их последующего применения в полупроводниковой электронике и сенсорике — хоть бы, для микропроцессоров и сверхчувствительных датчиков.
