Простая процедура медленной вакуумной фильтрации позволила исследователям из университета Райса в Хьюстоне (штат Техас) получить гибкие подложки шириной в один дюйм, состоящие из миллионов упорядоченных и плотно упакованных углеродных нанотрубок (CNT).

Такие тонкие плёнки толщиной до 100 нм открывают новые возможности для изготовления гибких электронных и фотонных схем. По заявлению хьюстонского физика Дзюнитиро Коно (Junichiro Kono), лаборатория которого стала базовой для экспериментов, описанных в свежем выпуске Nature Nanotechnology, кристаллические плёнки из нанотрубок с одинаковой хиральностью это именно то, что многие ученые ищут на протяжении последних 20 лет.

Университет Райса, в сотрудничестве с Лос-Аламосской Национальной Лабораторией максимально приблизился к этой цели. Их плёнка имеет не одинаковую, а «обогащённую» хиральность — манеру закрученности углеродных шестиугольников, из которых образованы стенки нанотрубок, определяющую электрические свойства CNT: металл это или полупроводник.

Управление хиральностью позволило бы создавать материалы с требуемыми свойствами, но выращиваемые сегодня массивы CNT состоят из произвольной смеси нанотрубок разного типа.

Что заставляет нанотрубки выстраиваться параллельно на бумажном фильтре? По словам Коно, его команда все ещё исследует механику этого процесса.

«Мы полагаем, что нанотрубки сначала осаждаются беспорядочно, но продолжают скользить вдоль поверхности бумаги, — говорит он. — Силы Ван дер Ваальса заставляют их сближаться, при этом естественно выбирается наиболее упорядоченное состояние, как обладающее наименьшей энергией».

Готовые плёнки можно отделить от бумаги, прополоскать и высушить, подготовив их для практического использования. Для создания схем на гибкой углеродной подложке годятся стандартные техники литографии — ещё одни плюс для производителей, которые начали интересоваться этим открытием ещё за несколько месяцев до выхода статьи.

Авторы опробовали свой метод для получения идеальных поляризаторов терагерцевого излучения. Они полагают, что он будет работать столь же хорошо с многостенными CNT и с неуглеродными нанотрубками, например, из нитрида бора.