Получение графеновых лент из нанотрубок

Как показали ученые из США, углеродные нанотрубки можно развернуть в «одномерные» графеновые ленты.

Промышленное производство недорогих графеновых листов – мечта производителей полупроводниковых интегральных схем. Не секрет, что графен, благодаря своим уникальным электрическим свойствам, очень привлекателен для использования в микроэлектронике – например, в составе нанотранзисторов.

На сегодняшний день две группы ученых практически одновременно продемонстрировали технологию разворачивания углеродных нанотрубок в ленты графена.

Первая группа, под руководством Джеймса Тура (James Tour) из Университета Райса (Rice University), химически создала дыру на поверхности нанотрубки с помощью серной кислоты и окислителя. Далее дыра начала расширяться вдоль продольной оси нанотрубки, что привело к ее «разворачиванию» в графеновый лист. Ширина ленты напрямую зависела от диаметра нанотрубки. В эксперименте использовались нанотрубки диаметрами от 40 до 80 нанометров, соответственно графеновые ленты имели иширну от 100 до 250 нанометров. Длина ленты зависила от длины нантрубки, и в среднем составляла 4 микрона.

unzippingnan.jpgРис. 1. Схема развертки нанотрубки в ленту графена

Однако предложенный учеными метод затрудняет точное размещение ленты на подложке, что сокращает область применения нанолент. Как говорит Джеймс Тур, эти ленты из графена будут востребованы в фотовольтаических элементах.

Другая группа ученых из Стэнфордского Университета (Stanford University) под руководством Хонгии Дай (Hongiie Dai) попробовала другой метод. Они поместили нанотрубки на кремниевую подложку, а затем нанесли сверху слой полимера и спекли получившийся «бутерброд». Далее ученые «отшлифовали» верхний слой полимера с нанотрубками внутри и подвергнули обработке аргоновой плазмой в течение 10 секунд. При этом часть нанотрубок «развернулась». Затем исследователи растворили полимерный материал, получив одни полностью развернутые графеновые ленты.

Этот метод гораздо эффективнее и оставляет у лент закругленные края, что существенно оптимизирует электропроводность графенового листа.

В то время как оба метода предлагают простой метод производства графена, его техническая реализация оставляет желать лучшего. Однако ученые уверены в развитии и усовершенствовании предложенных методов.

Свидиненко Юрий

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.1 (8 votes)
Источник(и):

1. PhysOrg: Unzipping Carbon Nanotubes Can Make Graphene Ribbons



Anonymous аватар

Автор пишет: «Дальнейшее воздействие плазмой на материал привело к испарению полимера, а графеновые ленты остались полностью развернутыми.» В источнике: «Longer exposures could cut nanotubes that were further embedded in the polymer. After dissolving the polymer, only the graphene ribbons remained.» На самом деле, получается, что полимер растворили. Испарять его было бессмысленно, проще бросить в любую органический растворитель )))

Svidinenko аватар

Спасибо за уточнение!