Новости науки 02.04.01 Углеродные нанотрубки гексагонального сечения

Обычно считается, что углеродные нанотрубки -- это просто цилиндры, то есть имеют приблизительно круглое сечение. В пользу этого чаще всего приводится агрумент, что круглое сечение минимизирует напряжения изгиба графитовых плоскостей. Однако ситуация может измениться, если речь идет о нанотрубках, входящих в тесные кластеры. Так, в работе [M.J.Lopez et al., Phys.Rev.Lett. 86, 3056 (2001)] впервые получены доказательства того, что нанотрубки в таких условиях могут иметь шестиугольное сечение.

Пучок углеродных нанотрубок; на вставке показаны нанотрубки, имеющие почти правильное шестиугольное сечение

На Рисунке показан снимок, полученный методами трансмиссионной электронной микроскопии. Видно, что несколько десятков нанотрубок одинакового размера объединяются за счет ван-дер-ваальсовых сил в некий "пучок". Подобная картина наблюдалась и ранее. Однако в этой работе впервые было замечено, что некоторые из нанотрубок имеют сильно деформированное сечение, скорее шестиугольное, чем круглое (см. вставку). Таким образом, перед нами первое недвусмысленное доказательство, что нанотрубки в самом деле могут деформироваться.

Для проверки правильного понимания механизма возникновения гескагональных нанотрубок авторы работы предприняли молекулярное моделирование пучка из нескольких параллельных нанотрубок. Они отметили, что по мере увеличения диаметра пучка, сечение нанотрубок постепенно превращается из круглого в шестиугольное.

Наблюдение деформации поперечного сечения нанотрубок имеет достаточно серьезные последствия. Дело в том, что многие свойства нанотрубок, в особенности, электропроводящие свойства, очень чувствительны к конкретной структуре нанотрубки. Поэтому не исключено, что свойства цилиндрических нанотрубок будут сильно отличаться от свойств деформированных нанотрубок: скажем, цилиндрическая нанотрубка имеет металлические свойства, а деформированная -- уже полупроводник.

перейти к началу страницы