Новый материал создали исследователи из университета Аалто (Финляндия) и университета Умео (Швеция). Новинка объединяет в себе графеновые наноленты и одностенные углеродные нанотрубки.

Углеродные нанотрубки и графеновые материалы привлекают огромный интерес широкого круга специалистов.

«Нам пришло в голову создать новый гибридный материал, который сочетает два наиболее привлекательных углеродных наноматериала — одностенные нанотрубки и графен», сообщил доктор Альберт Насибулин из университета Аалто.

Одностенные нанотрубки или SWNT полые внутри, а потому использовались в данном исследовании в качестве одномерного химического реактора. Интригующее свойство данной полости в том, что химические реакции там происходят иначе, чем в трехмерных условиях. Большие полиароматические молекулы углеводорода (коронен и перилен), которые можно представить в виде небольших частей графена, использовались в качестве стандартных блоков для производства длинных и узких графеновых нанолент в нанотрубках.

Было установлено, что форма заключенных внутрь полости графеновых нанолент может изменяться с использованием различных видов полиароматических углеводородных молекул. Наноленты могут быть как металлическими, так и полупроводниковыми, в зависимости от их ширины и типа. Любопытно, но одностенные нанотрубки также могут быть металлическими или полупроводниковыми (в зависимости от хиральности), а то и вовсе изоляторами, когда модифицированы химически.

Подобные свойства формируют огромный потенциал для широкого диапазона применений: теперь можно создавать графеновые наноленты в одностенных нанотрубках в самых разных комбинациях. Например, металлические наноленты внутри изолирующих нанотрубок можно рассматривать как самые тонкие изолированные нанопровода в мире. Наноленты могут использоваться непосредственно в одностенных нанотрубках для производства света (как светодиоды) — получится нанолампа. Полупроводящие наноленты могут использоваться в транзисторах или солнечных батареях. Комбинация металл-металл — это фактически новый вид коаксиального нанокабеля (широко используется в качестве передатчика радиосигналов).

Точный контроль за шириной и углом графеновых нанолент поможет собрать основанные на графене материалы со строгим контролем ширины запрещенной зоны, что невозможно сделать в случае с макроскопическим графеном, полученным традиционно, отметил доктор Илья Аношкин.

Метод синтеза комбинированного наноматериала весьма прост, легко настраивается и позволяет получить почти 100%-ное заполнение нанотрубок нанолентами.