Специалисты нашли вещество, которое разделяет слипшиеся углеродные нанотрубки, не повреждая их, и легко удаляется после этого. С помощью этой технологии химики создали из практически чистых нанотрубок густую пасту, гель и, наконец, пластичную массу, пригодную для изготовления предметов разной формы. Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences командой во главе с Цзясином Хуаном (Jiaxing Huang) из Северо-Западного университета в США.
Углеродные нанотрубки шагают по планете довольно давно. Они в десять тысяч раз тоньше человеческого волоса, а также гораздо прочнее стали, легче алюминия и проводят ток лучше меди. Такой материал просто обязан иметь множество самых разных применений.
Однако, как всегда, не обходится без "но". Химики пока не умеют превращать отдельные нанотрубки в конструкции макроскопической длины. Вместо них получается "слипшаяся вермишель" из коротких трубок. "Макаронины" в таком комке в беспорядке переплетены друг с другом, что лишает материал многих уникальных свойств отдельных нанотрубок.
Слипшиеся нанотрубки нужно расплести и отделить друг от друга (сделать дисперсными, как говорят специалисты). В распоряжении человечества есть вещества, которые помогают это сделать. Однако они либо повреждают углеродные "тубусы", либо плохо удаляются из готового материала.
Команда Хуана нашла неожиданное решение. Как ни удивительно, нужным веществом оказалось сырьё для изготовления чистящих средств, которое отслужило свое по прямому назначению. Речь идёт о крезоле.
Выяснилось, что подходящая смесь изомеров этого вещества разделяет нанотрубки, не повреждая их. После этого "растворитель" можно смыть или испарить, нагрев до нужной температуры. При этом технология получения крезола давно отработана и поставлена на промышленные рельсы. Дороговизной вещество тоже не отличается.
Применяя это нежданное чудо, авторы получили материал, содержащий дисперсные углеродные нанотрубки в беспрецедентно высокой концентрации. По мере увеличения количества трубок на кубический сантиметр разреженный "раствор" превратился в плотную пасту, затем в гель и, наконец, в вязкую массу, похожую на пластилин или тесто.
Последний материал легко принимает нужную форму при простейшей механической обработке. Путём дополнительных манипуляций готовому изделию можно придать жёсткость. Таким образом, получается нечто вроде пластика только с уникальными свойствами, обеспеченными дисперсными нанотрубками. Материал также можно использовать в качестве "чернил" для 3D-принтеров.
"По сути, эта система "растворителей" делает нанотрубки похожими на полимеры, – говорит Хуан в пресс-релизе исследования. – Очень интересно видеть, что "растворители" на основе крезола делают одиночные углеродные нанотрубки пригодными для использования в качестве обычных пластмасс".
Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) держат читателей в курсе самых интересных новостей об углеродных нанотрубках. Так, мы рассказывали, как они позволяют приборам работать без батарей, а также применяются при создании искусственных мышц и суперконденсаторов.
