Скоро весна – на нанотрубках набухают фуллереновые почки

Создан новый основанный на углероде гибридный материал, который может дать новый импульс микроэлектронике. Материал, получивший название «нанопочки», состоит из одностенных углеродных нанотрубок, к внешней поверхности которых привиты молекулы фуллеренов.

Разработанный гибридный материал сочетает в себе черты как жестких нанотрубок, так и реакционноспособных фуллеренов, образуя некое подобие ветвей, покрытых почками или побегами. Нанопочки могут применяться в разнообразных микроэлектронных процессах, так как их способность к электронной эмиссии при комнатной температуре гораздо выше, чем просто у углеродных нанотрубок.

Международная исследовательская команда, возглавляемая Альбертом Насыбуллиным (Albert Nasibulin) получила нанопочки в результате одностадийного контролированного разложения моноксида углерода на поверхности частиц железа.

Первоначально исследователи полагали, что они получили одностенные нанотрубки с аморфным покрытием. Однако использование просвечивающей электронной микроскопии показало, что большая часть покрытия состоит из ковалентно связанных с поверхностью нанотрубки фуллеренов. Фуллерены, связанные с поверхностью нанотрубок, были представлены фракциями C₄₂, C₆₀, и даже C₂₀: самый малый додекаэдр, который может быть составлен из атомов углерода.

Нанопочки: гибридные структуры фуллерен-нанотрубка напоминают почки, растущие на ветке. (по материалам Nature Nanotechnology)

Фуллереновые почки получаются за счет реакции циклоприсоединения фуллеренов с углеродной нанотрубкой. Это приводит к реализации конвейерного цепного процесса, в результате которого почки удаляются от каталитически активных частичек железа, в то время как растут новые нанотрубки и почки. Количество фуллеренов, связанных с каждой нанотрубкой определяется содержанием следовых количеств воды и диоксида углерода в образце СО.

Электрические свойства нанопочек являются комбинацией свойств нанотрубок и фуллеренов. Первые обладают отличной проводимостью и инертностью, вторые вносят реакционную способность и, в особенности, хорошую электронную эмиссию. Это обстоятельство делает нанопочки особенно полезными в микроэлектронике, главным образом там, где востребован эффект холодной электронной эмиссии.

ChemPort.Ru