Нанотрубки, выращенные с помощью алмазных наночастиц. Изображение авторов исследования

Углеродных нанотрубки представляют собой цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров. Стенки цилиндра построены из одного слоя атомов углерода. Существует несколько технологий получения нанотрубок. В одной из наиболее распространенных методик материалом для получения нанотрубок обычно служит газ, молекулы которого содержат углерод. Чаще всего ученые используют метан (химическая формула - CH₄).

Газ, нагретый до температур порядка 700 градусов Цельсия, пропускают через слой наночастиц различных металлов, например, железа, никеля или кобальта. Металл служит катализатором реакции распада метана на углерод и водород. Атомы углерода "оседают" на металлические наночастицы, формируя трубки.

Эта методика не позволяет одномоментно получать большое количество нанотрубок. Под воздействием высокой температуры наночастицы металлов "сплавляются" вместе. В таком виде они не могут служить эффективным катализатором. Если частицы расположены достаточно далеко друг от друга, они не слипаются, однако число получаемых нанотрубок уменьшается.

Авторы нового метода заменили частицы металлов на алмазные наночастицы диаметром около пяти нанометров, которые не слипаются. Метан ученые заменили на этанол (при высокой температуре он находится в газообразном состоянии). Пропуская этанол через слой алмазных наночастиц, исследователи получали большое число нанотрубок даже несмотря на то, что наночастцы не могут катализировать реакцию разложения этанола. Температура, при которой синтезировались нанотрубки, составляла 890 градусов Цельсия. При таком нагреве молекулы этанола распадаются "самостоятельно".

Нанотрубки были впервые получены несколько десятилетий назад. В последние годы ученые активно исследуют свойства этих объектов. Нанотрубки потенциально способны улучшить качество множества приборов и удешевить некоторые технологии. Так, была разработана модель солнечных батарей на нанотрубках, "супермышцы" из нанотрубок. Совсем недавно появилось сообщение, что с помощью нанотрубок можно "сшивать" материалы для самолетов.