Новости химической науки > Гелий увеличивает металличность нанотрубок

Исследователи из США обнаружили, что получение углеродных нанотрубок с использованием гелия способствует их росту с образованием полезной металлической формы, общее количество таких высокопроводимых нанотрубок при использовании атмосферы инертного газа может достигать 91%.

TEM показывает, что при использовании различных газов-носителей (гелия и аргона) меняется форма частиц катализаторов. (Рисунок из Science, 2009, DOI: 10.1126/science.1177599)

В процессе получения углеродные нанотрубки могут принимать различные формы, что, бесспорно, будет влиять на их свойства. Так, могут образоваться высокопроводные (металлические) нанотрубки, могут образоваться и полупроводящие; в обычных условиях получения образуется смесь обоих типов нанотрубок. Металлические углеродные нанотрубки ценятся за их «баллистическую проводимость» («ballistic conduction»), они проводят электричество практически без тепловых потерь.

Руководитель проекта Аветик Харутюнян (Avetik Harutyunyan) отмечает, что обычно при получении углеродных нанотрубок соотношение металлических и полупроводящих нанотрубок составляет 30 и 70 процентов, соответственно. Уже разработаны способы, позволяющие получать до 90% полупроводящих углеродных нанотрубок, но методы увеличения количества металлических нанотрубок пока еще остаются востребованными.

Исследователи из группы Харутюняна показали, что увеличение количества углеродных нанотрубок с металлической проводимостью может быть достигнуто за счет изменения состава газовой смеси, применяемой при их получении. Обычный способ получения углеродных нанотрубок заключается во взаимодействии наночастиц железа и газообразного метана. При разрежении и температуре 700-800 градусов Цельсия железо катализирует образование нанотрубок.

Исследователи обнаружили, что разбавление метана аргоном или гелием позволяет менять соотношение образующихся из метана металлических или полупроводящих нанотрубок. Тонкая настойка состава смеси позволяет получить до 91% металлических углеродных нанотрубок, причем исследователи уверены в том, что их содержание может быть увеличено.

Источник: Science, 2009, DOI: 10.1126/science.1177599

метки статьи: #нанотехнологии, #новые материалы, #физическая химия, #химическая технология