В исследовании, опубликованном в этом месяце, команда ученых под руководством профессора Хауга из университета Райс описала новый метод производства пучков однослойных углеродных нанотрубок (SWNT), названный одако , в честь традиционных японских драконов, которые с виду напоминают нанотрубки.

Результаты данного исследования очень важны для науки и могут в дальнейшем привести к производству нитей из углеродных нанотрубок метровой длины, ширина нитей при этом будет не больше, чем у нити ДНК. Что раньше было только мечтой для инженеров всего мира.

Хауг и его коллеги объяснили, что одако , в честь которых названы новые пучки нанотрубок, представляют собой гигантских воздушных змеев, которыми управляют множество людей, поэтому из них выходит множество нитей.В данном случае роль нитей выполняют нанотрубки, пустые цилиндры из чистого углерода. Поодиночке, они в тысячи раз меньше, чем живая клетка, но новый метод Хауга создает такие пучки нанотрубок, которые уже измеряются в сантиметрах. Как заявляет Хауг, совершенствование процесса может привести к созданию нанонитей неограниченной длины.

Массовое производство нитей и кабелей из нанотрубок стало бы божественным подарком инженерам всего мира. Эти нити могут быть использованы при создании сверхлегких, сверхэффективных сетей электроэнергии, или для создания сверхпрочных и устойчивых к молниям материалов для самолетов. Также пучки SWNT найдут применения в батарейках, аккумуляторах и микроэлектронике.

Чтобы понять, как Хауг делает нанотрубки, нужно взглянуть на прошлое других технологий.

В прошлом году Хауг и его коллеги обнаружили, что они могут делать пучки нанотрубок, применяя тот же метод, который использует казначейство США для вставки уникальной маркировки внутрь денег для защиты от подделок. Хауг и его команда использовали этот процесс печати, чтобы создать тончайшие слои железа и оксида алюминия на подкладке из фольги. Затем они удалили слои и преобразовали их в маленькие хлопья.

После этого запустился процесс сборки нанотрубок. Металлические хлопья летали в химических испарениях. По мере того, как они летали, слои нанотрубок росли вертикально из железных частиц, образуя плотные, похожие на лес формации. После завершения процесса, эти пучки нанотрубок выглядели очень похоже на ковер.

В то время как при других методах производства SWNT всего лишь 0.5 процента от затраченных материалов превращаются в готовые нанотрубки, метод Хауга повысил производство нанотрубок на невероятные 400 процентов. Что позволит перейти к массовому производству SWNT нанотрубок.

В последнем исследовании команда заменила подложку из фольги на чистый углерод. В таком варианте растущие нанотрубку поднимают железо и оксид алюминия на вершину, в то время как другим концом остаются прочно соединены с углеродом. По мере того, как трубки растут выше, катализатор становится похож на воздушного змея, летающего в водородном и ацетиленовом ветре, который обдувает производственную камеру.

Хауг и его команда надеются продолжить свое исследование летающих нанозмеев и добиться получения Святого Грааля в области производства нанотрубок - катализатора, который не расходуется в процессе, что позволит создать фабрики по производству длинных нанонитей. А если удастся создать непрерывный процесс роста нанотрубок, при котором один конец нанонити уже вышел из камеры, в то время как другой конец еще растет, появится возможность создавать нанонити метровой длины и начать плести волокна из них.