В углеродной нанотрубке (CNT) электроны, фононы и экситоны могут распространяться только вдоль её оси, но не перпендикулярно ей. Благодаря этому плотные массивы одинаково ориентированных CNT обладают уникальными анизотропными свойствами — электронными, тепловыми и оптическими.

Новая работа ученых университета Райса (Хьюстон) и Национальной лаборатории в Лос-Аламосе (штат Нью-Мексико) демонстрирует возможность создания плёнок однородно ориентированных одностенных CNT площадью более квадратного сантиметра, путём использования комбинации поверхностно-активных веществ и медленной вакуумной фильтрации. Суть метода — в создании баланса сил, действующих между нанотрубками и поверхностью полимерной мембраны, который активирует механизм спонтанного самостоятельного выравнивания CNT.

В получаемой пленке все нанотрубки одинаково ориентированы, что позволяет достичь высокой плотности их размещения: до 1 млн CNT на квадратный микрон. Эта техника работает с нанотрубками разной длины, полученными разными методами.

В сочетании с недавно созданными процедурами фильтрации CNT предложенное решение может применяться для получения плёнок разной толщины (от нескольких до 100 нм) и обогащённых трубками с определённой хиральностью.

В статье для журнала Nature Nanotechnology ученые демонстрируют примеры практического применения таких плёнок CNT — образцы эффективных поляризаторов для терагерцевого диапазона и тонкоплёночных транзисторов для оптоэлектронных приложений.