Теперь, химики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали новый метод, чтобы произвести наноленты графена, структуры следующего поколения, которым верят многие ученые, однажды приведут электронные устройства в действие.Это исследование издано онлайн в Журнале американского Химического Общества.Наноленты – чрезвычайно узкие полосы графена, ширина всего нескольких атомов углерода. Они полезны, потому что они обладают запрещенной зоной, что означает, что электроны должны «толкнуться» течь через них, чтобы создать электрический ток, сказал Ив Рубин, преподаватель химии в Колледже Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и ведущем авторе исследования.
«Материал, у которого нет запрещенной зоны, пропускает беспрепятственный поток электронов и не может использоваться, чтобы построить логические схемы», сказал он.Рубин и его исследовательская группа построили графеновую молекулу нанолент молекулой, используя простую реакцию на основе ультрафиолетового света и воздействие 600 градусов тепла.«Никто больше не был в состоянии сделать это, но будет важно, если Вы захотите построить эти молекулы в промышленных масштабах», сказал Рубин, который также является членом Института NanoSystems Калифорнии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.Процесс улучшает другие существующие методы для создания графеновых нанолент, одна из которых включает открытые цилиндрические области отрезания графена, известного как углеродные нанотрубки.
Тот конкретный подход неточен и производит ленты непоследовательных размеров – проблема, потому что ценность запрещенной зоны наноленты зависит от ее ширины, сказал Рубин.Создать наноленты, ученые, начатые, выращивая кристаллы четырех различных бесцветных молекул. Кристаллы захватили молекулы в прекрасную ориентацию, чтобы реагировать, и команда тогда используемый свет, чтобы сшить молекулы в полимеры, которые являются большими структурами, сделанными из повторяющихся единиц углерода и водородных атомов.
Ученые тогда поместили солнечные, темно-синие полимеры в духовку, содержащую только газ аргона, и нагрели их до 600 градусов Цельсия. Тепло обеспечило необходимое повышение энергии для полимеров, чтобы создать заключительные связи, которые дали нанолентам их заключительную форму: шестиугольные кольца сочинили атомов углерода и водородных атомов вдоль краев лент.
«Мы по существу обугливаем полимеры, но мы делаем его способом, которым управляют», сказал Рубин.Процесс, который занял приблизительно час, графеновые наноленты, к которым приводят, всего восемь широких атомов углерода, но тысячи атомов долго. Ученые проверили молекулярную структуру нанолент, которые были смоляного цвета в цвете и блестящими, пролив свет различных длин волны в них.«Мы смотрели на то, какие длины волны света были поглощены», сказал Рубин. «Это показывает подписи структуры и состав лент».
Исследователи подали заявку на патент для процесса.Рубин сказал, что команда теперь учится, как лучше управлять нанолентами – проблема, потому что они имеют тенденцию склеиваться.
«Прямо сейчас они – связки волокон», сказал Рубин. «Следующий шаг будет в состоянии обращаться с каждой нанолентой один за другим».