С момента открытия углеродных нанотрубок в начале 1990–х, нанотрубки и нанопроволока стали объектами пристального внимания и глубокого изучения. Сегодня известны нанотрубки, полученные из целого ряда материалов. Потенциальные применения таких наноструктур имеют широкий диапазон отраслей, включая микроэлектронные схемы, датчики, специальные проводники излучения и сами излучатели для дисплеев.

Совсем недавно исследователи из Университета Майнца (University of Mainz), Германия под руководством проф. Вольфганга Тремеля (Wolfgang Tremel) разработали новую технологию производства нанотрубок из сульфида олова. Результаты исследований опубликованы в журнале Angewandte Chemie (Bismuth-Catalyzed Growth of SnS₂ Nanotubes and Their Stability).

Как пишут авторы, им удалось вырастить трубки SnS2 «прямо из капли металла». Сульфиды металлов, обладающие слоистой структурой, которая способна формировать неорганические трубки, вовсе не новая концепция. В настоящее время такие трубки уже применяют в перезаряжаемых аккумуляторах, накопителях водорода, в качестве катализаторов и т.д. Однако, имеется существенная проблема, возникающая при производстве сульфидных нанотрубок – необходимы высокие температуры для изгибания плоских структур в трубки. В случае бисульфата олова это просто невозможно, поскольку это соединение разлагается при значительно более низких температурах.

Германские ученые применили совершенно новый процесс, отличный от канонического: они использовали метод VLS (vapor-liquid-solid), который обычно применяют при производстве полупроводниковых нанопроволок. При этом, порошок металлического висмута был перемешан с нанохлопьями сульфида олова и разогрет в трубчатой печи (tube furnace) струей аргона. Продукт реакции осаждался на дальнем холодном конце цилиндрической камеры нагревания.

Нанокапли висмута, формирующиеся внутри печи, служат «точками контакта» для олова. При этом, материалы – участники химической реакции концентрируются внутри капли металла, которая и служит ядром растущей нанотрубки. Капли металла имеют сферическую форму, и из этой сферы «вырастают» нанотрубки – авторы используют аналогию с ростом человеческого волоса из волосяного фолликула. Использование капли металла в качестве катализатора обеспечивает возможность роста при низких температурах.

Используя новый метод, ученые смогли получить многослойные нанотрубки с очень небольшим количеством дефектов диаметрами от 30 до 40 нм и длиной от 100 до 500 нм.

Евгений Биргер