Статья была опубликована в J. Phys. Chem. C.
В представленной работе мы описали новый тип одномерных наноматериалов, названных бислойными алмазоподобными нанолентами. Эти наноленты могут быть синтезированы путем фторирования одностенных углеродных нанотрубок - процесса, который включает в себя присоединение атомов фтора к структуре нанотрубки. При функционализации зигзагных или кресельных нанотрубок атомами фтора атомы углерода меняют гибридизацию с sp2 на sp3, в результате чего нанотрубка разрушается и в между её слоями образуются химические связи. Этот процесс в конечном итоге приводит к формированию бислойных алмазных нанотрубок - нового класса одномерных алмазоподобных структур.
Слева: процесс коллапсирования углеродной нанотрубки в бислойную алмазную ленту при воздействии фтора. Справа: нетипичная зависимость запрещённой зоны наноленты с разной структурой в зависимости от её ширины
Запрещённая зона этих наноструктур слабо зависит от их ширины и в большой степени определяется их морфологией. Однако нановолокна, содержащие 8-членное кольцо, демонстрируют особое поведение: электроны из кольца создают дополнительное состояние на краю зоны проводимости, что значительно уменьшает запрещённую зону структуры.
Механическая жесткость наноструктур высока и сравнима с графеном и углеродными нанотрубками. Такая прочность делает их идеальными кандидатами для использования в композитах, где они могут служить жестким и прочным материалом-наполнителем. Высокая жесткость и уникальные электронные свойства бислойных алмазоподобных нанонитей также могут сделать их пригодными для применения в наномеханике и накопителях энергии, например, в НЭМС (наноэлектромеханические системы).
Эти результаты могут послужить стимулом для дальнейших экспериментальных и теоретических исследований в области формирования алмазоподобных нанолент из углеродных нанотрубок. Открытие бислойных алмазоподобных нанотрубок открывает новый потенциал для создания передовых материалов с уникальными электронными, механическими и оптическими свойствами. По мере того как исследователи будут продолжать изучать эти новые наноматериалы, мы можем ожидать появления интересных применений в различных областях, от электроники и хранения энергии до композитов и наномеханики.
Comments