Используя углеродные нанотрубки в качестве пробирок,
ученые из Австрии, Германии и Японии попытались провести эксперименты в
области нанохимии. Нанотехнологии могут в будущем позволить
манипулирование отдельными атомами, но до этого исследователи должны
освоить нанохимию и механохимию, без которых управляемые взаимодействия
молекул и атомов просто невозможны.
Благодаря своим небольшим размерам нанотрубки могут достаточно
хорошо изолировать отдельные молекулы для проведения нанохимических
реакций. Как следствие – ученые узнали больше о электронных свойствах
углеродных нанотрубок.
Для этого исследователям пришлось допировать нанотрубки церием.
«Модифицированные нанотрубки в качестве пробирок помогли нам
исследовать не только нанохимические процессы, но и наблюдать
фундаментальный физический феномен – изменение их электронных свойств
от полупроводниковых до металлических», – говорит руководитель работ
Хайтетсу Шиозава (Hidetsugu Shiozawa) из университета Саррея
(University of Surrey).
 Рис. 1. Нанотрубка с цериевым допированием
Первоначально ученые поместили нанотрубки и органометаллические
соединения церия в жаростойкую трубку (Pyrex tube), где нагрели их до
температуры около 200°C. После этого микроскопия показала наличие
отдельных молекул церия внутри нанотрубок. Дальнейший обжиг до
температуры 1000° в вакууме привел к образованию двухслойных
нанотрубок, содержащих церий (Ce@DWCNT). Трансмиссионная электронная
микроскопия (ТЭМ) точно показала наличие внутри обычной углеродной
нанотрубки второго слоя цериевых ионов.
Как показала дальнейшая резонансная фотоэмиссионная спектроскопия,
нанотрубки обзавелись «металлическими свойствами». Это произошло из-за
увеличения электронной плотности, вызванной цериевым допированием.
«Нанопробирки будут замечательным инструментом для исследования
химических процессов – их электронная чувствительность из-за
допирования крайне высока, поэтому мы будем точно знать о процессах,
протекающих внутри них», – комментирует Шиозава.
В следующих экспериментах ученые планируют собрать побольше
информации о нанохимических реакциях, поместив ряд молекул в
нанотрубки-пробирки.
Свидиненко Юрий | 
