Международная группа исследователей разработала «химическую клейкую ленту», которая позволяет разделять смесь углеродных нанотрубок, обладающих металлической и полупроводниковой электропроводностью. По их словам, дешевая и простая методика может привести к значительному улучшению свойств наноэлектронных устройств.

Электрические характеристики одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) обуславливают возможность их применения в наноэлектронике, однако с помощью существующих методов удается получить смесь углеродных нанотрубок с металлической проводимостью (м-ОУНТ) и нанотрубок с полупроводниковыми свойствами (п-ОУНТ), что, очевидно, приводит к понижению производительности устройства из нанотрубок.

Международная группа исследователей под руководством Циня Жанга (Jin Zhang) из Университета Пекина разработала своеобразный химический эквивалент клейкой ленты – скотча, обработка которым смеси ОУНТ позволяет селективно выделить из смеси либо м-ОУНТ, либо п-ОУНТ, не затрагивая нанотрубки второго типа.

Рис. 1. Изобретение нового «химического скотча»
донельзя облегчает разделение смеси нанотрубок.
(Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2011,
DOI: 10.1002/anie.201101700).

Механизм разделения основан на различном характере взаимодействия определенных реагентов с м-ОУНТ и п-ОУНТ, таким образом, для разделения смеси можно использовать различное сродство ОУНТ разных типов к определенным функциональным группам.

В качестве материала для создания клейкой ленты исследователи использовали основу из полидиметилсилоксана. К поверхности полимера за счет обработки 3-аминопропилтриэтоксисилоксаном прививали аминогруппы и получали клейкую ленту типа A-Scotch Tape, или, обрабатывая триэтоксифенисиланом, прививали фенильные группы и получали ленту типа P-Scotch Tape. Обработка пленкой любого типа смеси м-ОУНТ и п-ОУНТ позволяет провести селективное разделение смеси.

Лента типа A-Scotch Tape позволяет селективно удалить из смеси п-ОУНТ, в то время как P-Scotch Tape связывается с м-ОУНТ. По словам Жанга, разделение углерподных нанотрубок с помощью новой методики легко и просто осуществить. Новая методика также позволяет разделять длинные и короткие углеродные нанотрубки, не повреждая их, что, очевидно, является существенным преимуществом перед существующими методиками.

Андрей Гейм (Andre Geim), лауреат Нобелевской премии по физике 2010 года, получивший ее за открытие и изучение свойств графена (напомним, что первые образцы графена были получены с помощью обычной клейкой ленты), отмечает, что подход, предложенный Жангом, не только элегантен, но и имеет все шансы на практическое применение в ближайшем будущем.

Жанг говорит, что, хотя его метод разделения углеродных нанотрубок уже сейчас может быть воспроизведен в любой научной лаборатории, до практического использования новой методики разделения еще предстоит решить ряд задач. Тем не менее, он уверен, что уже в ближайшем будущем разработанные в его группе клейкие ленты могут быть использованы для разделения ОУНТ в масштабах их промышленного производства.