Потенциал покрытых углеродных нанотрубок долго понимался: возможные заявления включают его использование в качестве твердого и жесткого композиционного материала или в качестве компонента очень чувствительных датчиков и термоэлектрических генераторов. Однако новый материал чрезвычайно трудно синтезировать. Алмазы только растут при чрезвычайных условиях – при температурах приблизительно 900 градусов Цельсия в атмосфере, содержащей углеводороды. Рост алмазов на нанотрубках является хитрым суждением, потому что углерод имеет тенденцию формировать графит.
Чтобы катализировать формирование алмазной фазы, необходимо использовать реактивный водород, чтобы запретить смещение графита. Однако этот процесс также повреждает углеродные нанотрубки.Но ученый IWM Мануэль Ми нашел решение для защиты прекрасных углеродных нанотрубок, которые растут как леса на основании: «Во время наших первых экспериментов сплавленный кварц из палаты реакции случайно вошел в контакт с плазмой покрытия. Это обосновалось на основании и защитило его от агрессивного водорода».
И к его удивлению, алмазы на самом деле выросли на этом слое. «Что следовало, была тщательная, кропотливая работа», указывает Ми. «Мы должны были изучить кремниевый окисный слой, который был депонирован неопределенным способом, и найдите метод управления смещением и оптимизации процесса». Тесты с просвечивающим электронным микроскопом в лаборатории CSIRO в Австралии показали, что нанотрубки на самом деле выжили под их защитным слоем.Немецко-австралийская история успехаКак точно продолжить двигаться, оттуда был вопрос, который теперь стоял перед учеными.
Если бы они нашли способ покрыть алмазом нанонити, которые специалисты CSIRO делают из нанотрубок, эти покрытые алмазом нанонити могли использоваться, чтобы произвести ультратонкие пилы, способные к прорубанию кремниевых вафель, например. Австралийская команда в CSIRO – один из основных глобальных экспертов с ноу-хау, чтобы произвести пряжу от углеродных нанотрубок. Производственный процесс требует специальной углеродной нанотрубки «леса», которые могут быть извлечены как ультратонкое, которое «чувствуют» и искривленный в очень тонкую пряжу десять – двадцать микрометров в диаметре. В принципе эта покрытая алмазом пряжа – идеальный материал, на котором можно основывать новое поколение пил, которые могли использоваться в солнечной промышленности, например.
Поскольку Ми объясняет: «Новое видело, что провода протянули обещание того, чтобы быть далекими превосходящими традиционными стальными проводами. Из-за их высокого предела прочности они могут быть произведены намного более тонкие, чем стальные провода – и это означает значительно меньше kerf потери."Тем временем физику удалось реализовать его идею. Совместная заявка на патент Фраунгофера и CSIRO была уже подана для метода и соответствующих продуктов.
Ми и его коллеги в настоящее время выполняют тесты на распиливание. «Чтобы быть в состоянии показать нашим партнерам в промышленности потенциал, технология держится», говорит Ми, «должны продемонстрировать мы, как это может помочь солнечным компаниям спасти материал, обрабатывая вафли».