Группа ученых-физиков из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США создала токопроводящие нанопровода диаметром всего в три атома, используя для этого мельчайшие частицы алмазов — адамантаны (diamondoids). Интересно, что при этом каждый такой провод имеет «алмазную» изоляцию, обеспечивающую высокую прочность и защиту от короткого замыкания. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Materials, кратко о нем сообщает пресс-релиз Национальной ускорительной лаборатории SLAC. Отличительной особенностью разработанной учеными методики является то, что провода собирают себя сами и процесс этот очень прост. Ученые используют ассоциацию со сборкой конструктора LEGO.
«Мы показали, как можно получать крошечные, проводящие нити минимально возможного диаметра, которые при этом являются самособирающимися, – описывает разработку Хао Ян, научный сотрудник Стэнфорда и ведущий автор исследования. – Процесс изготовления этих проводов прост и представляет собой одностадийный синтез. Нужно лишь смешать вместе ингредиенты и все будет готово уже через полчаса».
Самосборка провода из сульфида меди. Желтые шарики — сера, красные — медь. Серые каркасы — адамантан.
В рамках эксперимента ученые использовали взвесь кристаллов адамантана, полученную из нефти, добываемой в штате Арканзас. Дело в том, что нефть в этом районе содержит все необходимые для выращивания «алмазных» нанопроводов примеси. Само собой, не обошлось без соответствующей процедуры очистки нефти от лишних примесей. Авторы присоединили к кристаллам адамантана серу и поместили все это в раствор, содержащий медь, которая уже самостоятельно связывалась с серой. В результате такие структуры за счет самосборки адамантана соединялись друг с другом, образуя тончайшие нанопровода с проводящим «ядром» из атомов серы и меди – и изолирующей углеродной, «алмазной» оболочкой.
В своих опытах с самосборкой трехатомных нанопроводов помимо меди ученые использовали и другие металлы – такие как кадмий, цинк, золото и серебро – и различные заменители адамантана, например, карбораны. Путем подмены ингредиентов можно синтезировать структуры с разными свойствами, подходящие для разных сфер применения. Одни подойдут для освещения, другие – в улавливании энергии Солнца, третьи – для пьезоэлектричества.
По словам одного и авторов исследования, с этой технологией легко получить одежду, способную самостоятельно вырабатывать энергию.
Источник: phys.org, nature, naked-science
This article passed through the Full-Text RSS service - if this is your content and you're reading it on someone else's site, please read the FAQ at fivefilters.org/content-only/faq.php#publishers.
Recommended article: The Guardian's Summary of Julian Assange's Interview Went Viral and Was Completely False.