Химики вырастили пучок нанотрубок длиной 14 сантиметров
Углеродные нанотрубки представляют собой структуры из атомов углерода диаметром всего в нанометр. Такие трубки перспективны для создания легких и прочных материалов. Эти материалы обладают уникальными оптическими свойствами, на их основе можно создать эффективные фильтры для воды, батареи и транзисторы. Исследователи уже научились выращивать одиночные трубки длиной до 50 сантиметров. Однако одиночные нанотрубки почти не имеют практических применений.
Перспективным направлением остается создание «лесов» или пучков таких углеродных структур. До сих пор ученые смогли получить такие пучки длиной всего в два сантиметра. В новой работе, опубликованной в журнале Carbon, исследователи продемонстрировали новый способ синтеза таких пучков, который позволяет увеличить длину «лесов» до 14 сантиметров.
Для этого авторы решили несколько проблем, которые обычно сдерживают рост лесов углеродных нанотрубок. Первая заключается в отравлении катализатора, который обеспечивает рост трубок. Обычно в качестве катализатора ученые используют смешанный оксид железа и алюминия, нанесенный на кремниевую подложку. В новой работе авторы добавили к этой структуре еще один слой, состоящий из атомов гадолиния. Это уменьшило скорость отравления катализатора и позволило увеличить длину пучка до 5 сантиметров.
Чтобы сделать пучки еще длиннее, исследователи «подпитывали» катализатор. Ученые добавляли в камеру, где происходил синтез, пары алюминия и железа в течение 26 часов, компенсируя потерю эффективности катализатора. Это позволило вытянуть углеродные нанотрубки до 15 сантиметров. Авторы также показали, что полученный таким образом материал ничем не уступает по своим свойствам аналогичным более коротким пучкам, полученным другими методами.