Новый виток в концепции объяснения принципов
образования углеродных наноструктур сформирован учеными из Университета
Райса: они показали, что в большинстве известных наноматериалов на
основе углеродных нанотрубок структура формируется подобно тончайшей
ткани, сплетаемой из закрученных углеродных нитей
Углеродные нанотрубки – это полые наноструктуры, построенные
исключительно из атомов углерода и имеющие нанометровые диаметры. Если
изобразить схему расположения атомов в них, то становится видна их
спиральная организация. Подобно намотанной проволоке или полоскам
оберточной бумаги на конце нанотрубки есть выступающий излишек
материала, расположенный под углом «плетения».
 В рамках новой теории предполагается,
что нанотрубки «сотканы» из
закрученных углеродных нитей.
Хотя углеродные нанотрубки являются объектом пристального внимания
ученых и довольно хорошо изучены, природа их роста еще нашла полного
объяснения. Принято говорить о самосборке этих структур в процессе
осаждения из газовой фазы при жестких условиях и в присутствии
катализаторов. В новой работе, опубликованной в журнале (Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS),
рассматривается взаимосвязь между углом хиральности (степенью
закручивания воображаемых нитей, построенных из атомов углерода) и
скоростью роста нанотрубок.
«Наши исследования позволили нам предложить ответы на некоторые
вопросы о принципах самосборки нанотрубок, – рассказывает профессор
Борис Якобсон (Boris Yakobson), специалист в области механической
инженерии, химии и материаловедения. – В рамках новой теории
предполагается, что нанотрубки «сотканы» из закрученных углеродных
нитей, каждая из которых растет независимо, присоединяя новые атомы к
своему свободному концу. При этом чем больше нитей, тем быстрее растет
нанотрубка».
Профессор Якобсон, руководитель этого исследования, рассказал также,
что предсказания такой формулировки механизма роста нанотрубок
появлялись ранее в многочисленных работах, анализирующих лабораторные
наблюдения. Например, согласно новой теории, нанотрубки с большим углом
хиральности должны расти более быстро, поскольку они образованы большим
количеством нитей, и это подтверждено несколькими экспериментами.
«Вообще, хиральность – это одно из основных свойств нанотрубок, –
комментирует профессор Якобсон, – Подход, разработанный нами
количественно связывает хиральность возникающей структуры и скорость ее
образования, тем самым демонстрируя роль этого фактора. Безусловно, это
наблюдение весьма заинтересует всех, кто занимается разработкой новых
технологий, основанных на нанотрубках».
Мария Костюкова |
