Команда учёных из России при поддержке Российского научного фонда разработала новый метод создания гибридных наноструктур на основе углеродных нанотрубок и графена. Разработка поможет оптимизировать устройства нано- и биоэлектроники.
Нанотрубки и материал графен всё больше интересуют разработчиков и учёных. Оба материала обладают высокой прочностью, хоршей проводимостью, устойчивостью к повреждениям и перепадам напряжения. Всё это позволяет применять эти материалы при производстве транзисторов, аккумуляторов и биосенсоров. Отличие между материалами — в их структуре. Если атомы графена образуют плоскость, то в нанотрубках — полую цилиндрическую форму.
Российские учёные поставили себе цель создать гибридные структуры, где будут использоваться оба материала. Для этого исследователи попробовали соединить с графеном нанотрубки различных типов, обладающие разными физическими свойствами. Соединение происходило посредством короткоимпульсной лазерной наносварки.
Получившиеся материалы были проанализированы. Выяснилось, что несмотря на незначительные дефекты, которые образовались в результате воздействия сварки, свойства материалов улучшились. Наноструктуры стали более твёрдыми и начали лучше проводить тепло и электрический ток. Это объясняется тем, что графен и нанотрубки образуют между собой множество химических связей, увеличивающих прочность и усиливающих проводимость материала.
«Наше исследование показало, что высокие прочность и электропроводность гибридных материалов позволят использовать их в наноэлектронике, а также в качестве компонентов различных устройств биоэлектроники, так как они помогут повысить точность и скорость их работы. В дальнейшем мы планируем более детально изучить особенности химических связей, образующихся между компонентами гибридных структур, чтобы понять, можно ли еще улучшить их физические характеристики», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Ольга Глухова, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник отдела математического моделирования СГУ имени Н. Г. Чернышевского.
