Наноструктуры по шаблону
Исследователи из Политехнического института Ренсслеера, создали керамические шаблоны на которых удалось вырастить ветвящиеся нанотрубки с ранее заданной конфигурацией ответвлений. При этом нанотрубки могут ветвиться иерархически, создавая несколько разветвляющихся пучков. Ученым удалось вырастить таким образом не только нанотрубки, но и металлические нанопроводники. В качестве основы для шаблона исследователи использовали подложку из анодированного оксида алюминия.
“Наше управление ростом и ветвлением нанотрубок очевидно. Достаточно взглянуть на СТМ фотографии”, - говорит Паликель Аджаян, один из исследователей. - “Морфология полученных нанотрубок схожа с морфологией дендромеров, поэтому трудно представить, что синтез этого нанодерева произошел по заданной заранее программе”.
Аджаян, Гуовен Менг и их коллеги сделали подложки из алюминия методом анодирования, в течение которого они изменяли напряжение. Другие исследователи создали углубления на подложке в виде символа Y, еще раз изменив напряжение анодирования. Проделав эту операцию четыре раза, ученые получили массив вытравленных на подложке Y-веток.
При этом ученым удалось получить до 16 разветвлений на матрице-подложке. Комбинируя разветвления и простые Y-углубления, команда получила массу различных разветвляющихся "шаблонов", размер которых исчисляется десятками нанометров.
Рис. 1. Шаблоны и полученные наносистемы на основе нанотрубок
Для того, чтобы привязать углеродные наноструктуры к этим шаблонам, ученые синтезировали их непосредственно в углублениях, проведя реакцию пиролиза ацетилена. Затем ученые удалили слой оксида алюминия с помощью травления, открыв полученные углеродные нанотрубки с различной формой (см. рис. 1).
В другом эксперименте Гуовен и коллеги вырастили внутри подложки-матрицы нанопроводники из никеля.
“Так как мы разработали общий принцип производства наноструктур по определенному шаблону, то теперь станет легко изготавливать металлические, полупроводниковые, полимерные, углеродные наносистемы”, - говорит Аджаян.
Также исследователи уверены, что смогут создать гетероструктуры различной формы на основе нанотрубок. При этом такая наносистема может состоять из трех и более компонентов.
“Конечно, одна из областей практического применения нашего открытия состоит в создании микроэлектронных схем на основе новых гетероструктур. Это и сенсоры, детектирующие отдельные молекулы, и нанопроводники, обеспечивающие перенос сигнала от наномасштаба к микро, и, как ни странно, системы доставки лекарств”, - заключает Аджаян. - “Но, безусловно, помимо этого, наше открытие позволит создавать заранее спроектированные наноструктуры со сложной архитектурой. Это очень важно для развития нанотехнологий и наноинструментария.”
Источник:
1. Nanotechweb: Nanostructures branch out with templates
|
Шаблоны на основе нанотрубок |
