НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ

Фуллерены и нанотрубки

Д. Т. Колберт[21]

Углеродные нанотрубки (рис. 4.1) — это один из наиболее перспективных ма­териалов для разнообразных применений, поскольку они обладают рядом замечательных характеристик, включая прочность, жесткость, ударную вяз­кость, химическую стойкость, теплопроводность и (что, возможно, важнее все­го) электропроводность. В зависимости от тонких особенностей молекулярной симметрии такие нанотрубки могут быть полупроводниками или обладать ме­таллической проводимостью. Эти свойства в сочетании с наномасштабной

Геометрией делают их почти идеальными — возможно, даже уникальными — материалами для изготовления электрических проводов, соединений или це­лых устройств, которые с полным основанием можно назвать изделиями моле­кулярной электроники.

Углеродные трубки используются в качестве игольчатых щупов сканирую­щих зондовых микроскопов [14, 15]. Интенсивные исследования многих дру­гих возможностей их применения (например, в дисплеях с полевой эмиссией [16,17], высокопрочных композиционных материалах, электронных устройст­вах) осуществляются после открытия в 1995 г. удобного и высокопроизводи­тельного метода [18, 19] получения однослойных трубок лазерным испарени­ем. Всего за три года после этого открытия удалось собрать обширную инфор-
мадию по фундаментальным характеристикам фуллереновых трубок, которые почти полностью оправдали надежды ученых на необычность и перспектив­ность свойств таких материалов. Метод лазерного испарения (к которому поз­днее добавилось электродуговое) обеспечил получение граммовых количеств углеродных трубок, что позволило начать химические исследования по мани­пулированию короткими трубками и их сборке [20,21 ] и стимулировало разви­тие прикладных работ по использованию обнаруженных свойств. Необходимо отметить, что большинство приложений, связанных с перечисленными выше характеристиками наноструктур, может быть реализовано лишь при достаточ­но высокой степени структурного совершенства получаемых углеродных тру­бок. Молекулярный характер фуллереновых нанотрубок позволяет разработать химическую стратегию сборки этих трубок в пригодные для использования структуры, материалы и, возможно, даже молекулярные электронные уст­ройства.