Техника - молодёжи 2008-12, страница 15
www.tm_-magazin.ru _ ...и нанотрубки с дефектами А японским исследователям удалось наблюдать прохождение углеводородной цепочки сквозь наноразмерный дефект в стенке УНТ. Они синтезировали молекулы фуллеренов с углеводородными хвостиками (рис. 1). Далее взяли УНТ и обработали их горячим кислородом для того, чтобы открыть торцы. При этом также формировались нанопоры и дефекты в стенках УНТ. Потом эти трубки вместе с хвостатыми фул-леренами поместили в толуол и нагрели. Результат пристально изучался при помощи просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ) с временным разрешением 0,5 с. (СН2)=СН(СН2)3СН3 н Рис. 1. Хвостатые фуллерены На рис. 2 видно, что углеводородные цепочки изогнуты так, чтобы лучше контактировать со стенкой трубки - тем самым сокращается поверхностная энергия. Кроме того, цепочки вращаются, делая полный оборот примерно за 15 с. Рис. 2. ПЭМ-изобра-жения хвостиков при разных углах поворота и соответствующие компьютерные модели
Рис. 3. Вращение углеводородного хвостика около отверстия в стенке УНТ. Длина метки 1 нм Рис. 3. Вращение углеводородного хвостика около отверстия в стенке УНТ. Длина метки 1 нм Если вращающийся хвостик встречает отверстие в стенке, он вылезает наружу (рис. 3). Но вращение продолжается, и цепочка через некоторое время втягивается обратно внутрь трубки. Было установлено, что при 4 и 293 К движение молекул и их взаимодействие с порами протекают примерно одинаково, а также слабо зависят от типа хвостика. Из этого исследователи заключили, что основную роль в движении молекул играет локальный нагрев УНТ электронным пучком. Но самое главное - была показано, что ПЭМ позволяет получать информацию о прохождении молекул через нанопоры. Протонной флэшке — быть! Повышение плотности записи данных в запоминающих устройствах - одно из основных направлений развития электроники. Для этого исследуются новые материалы и физические принципы; наиболее привлекательным из них представляется использование принципа движения протонов в изолированном слое - он требует минимального напряжения для записи информации. Однако видны и трудности, с которыми столкнётся промышленное производство протонной памяти: освоенные сегодня методы генерации протонов не позволяют с достаточной точностью контролировать концентрацию протонов и, как следствие, функциональные характеристики запоминающих устройств. В одной из работ, опубликованных в журнале «Advanced Materials», предлагается технология, использующая в качестве базового материала протонсодержащие полимеры. Протонсодержащий слой Структура и принцип работы протонных элементов памяти Синтез из растворов методом spin-coating (технология получения покрытий методом центрифугирования) достаточно прост и позволяет в широких пределах варьировать толщину пленки, концентрацию протонов и протонную проводимость материала. Донором протонов является 12-фосфорно-вольфрамовая кислота (HPW), стабилизированная полиметилметакрила-том (РММА). В устройстве 270-нм слой HPW/PMMA расположен между двумя ионобло-кирующими электродами (IBE). Под действием электрического поля кислота диссоциирует с образованием трёх Н+ (на рисунке: а-с). Протоны мигрируют в сторону от положительного электрода, создавая разность потенциалов, которая исчезает после снятия напряжения. Добавление дополнительного слоя, способного химически связывать протоны (в работе использован 2-аминоантра-цен - М), позволяет получать энергонезависимую память. В этом случае ассоциация кислоты после снятия напряжения не происходит, и заданный потенциал сохраняется (e-d). Поймать в сети солнечный луч Задача, которую ставили перед собой химики из Бостонского Колледжа (частный университет в г. Бостон, штат Массачусетс, США), состояла в создании нового электропроводящего материала, обладающего максимально большой удельной площадью свободной поверхности - аналогично тому, как площадь поверхности, например пористой пластины, многократно превышает таковую у пластины гладкой. В своей работе группа, руководимая профессором Данви Вангом, использовала дисилицид титана (TiSi2) - материал, состоящий из двух доступных и относительно недорогих элементов. Созданная структура имеет вид двумерной сети с прямоугольными ячейками нанометровых размеров, причём она растёт сама в процессе химической реакции, которая даже не требует какого-либо катализатора. Что очень важно-сеть, при своей исключительно малой толщине, отличается механической устойчивостью, то есть способностью не разрушаться при выращивании сравнительно крупных образцов. Это свойство позволило получить нано-сеть в виде гибкой ленты, длина и ширина которой обеспечивают перенос достаточно большого электрического заряда на практически значимые расстояния. Исследования показали, что «наносетчатая» лента обладает превосходной электропроводностью. Но это ещё не всё. В конце прошлого года группа учёных из Института Макса Планка (Германия) обнаружила каталитические свойства дисилицида титана в реакции светового расщепления воды на водород и кислород. Полупроводник накапливает произведённые газы, позволяя проще их разделить. Если учесть, что силицид титана хорошо поглощает свет в широком диапазоне солнечного спектра, можно говорить о перспективе использования нового материала в «чистой» энергетике - в качестве основы технологии производства водородного топлива «из воды и Солнца». Источники: www.aist-nt.ru,www.nanometer.ru,www.nanonewsnet.ru Наносеть под 50 000-кратным увеличением |
