Forskning som involverar forskare från University of Nottingham är banbrytande för en ny metod för att studera och tillverka molekyler.

Arbetet, redovisas i Naturmaterial , kan bana väg för produktion av nanomaterial för användning i en ny generation av datorer och datalagringsenheter som är snabbare, mindre och kraftfullare.

Forskargruppen Nottingham, ledd av Dr Andrei Khlobystov vid universitetets kemiskola, specialiserat sig på nanomaterials kemi och har studerat kolnanorör som behållare för molekyler och atomer.

Kolnanorör är anmärkningsvärda nanostrukturer med en typisk diameter på 1-2 nanometer, vilket är 80, 000 gånger mindre än tjockleken på ett människohår. Under de senaste åren, forskarna har upptäckt att fysikaliska och kemiska egenskaper hos molekyler som infogas i kolnanorör skiljer sig mycket från egenskaperna hos fria molekyler. Detta presenterar en kraftfull mekanism för att manipulera molekylerna, utnyttja deras funktionella egenskaper, såsom magnetiska eller optiska, och för att kontrollera deras kemiska reaktivitet.

Den senaste studien är ett samarbete mellan Dr Khlobystovs kemiska nanoforskare, teoretiska kemister baserade på universitetets kemihögskola och elektronmikroskopister från Ulm University på tyska.

Arbetar tillsammans, de har visat att kolnanorör kan användas som kemiska reaktorer i nanoskala och kemiska reaktioner som involverar kol- och svavelatomer som hålls i ett nanorör leder till bildandet av atomärt tunna remsor av kol, känd som grafen nanorribbon, dekorerad med svavelatomer runt kanten.

Dr Khlobystov sa:"Graphene nanorribbons har en mängd intressanta fysikaliska egenskaper som gör dem mer lämpade för tillämpningar i elektroniska och spintroniska enheter än modermaterialet grafen - vars upptäckt lockade Nobelpriset i fysik förra året för University of Manchesters vetenskapsmän professorer Andre Geim och Konstantin Novoselov.

"Nanoribbons är mycket svåra att göra men Nottingham-teamets strategi att begränsa kemiska reaktioner på nanoskala sätter igång spontan bildning av dessa anmärkningsvärda strukturer. Teamet har också upptäckt att nanoribbons - långt ifrån att vara enkla platta och linjära strukturer - har en oöverträffad spiralformad vridning som förändras över tid, ge forskare ett sätt att kontrollera de fysikaliska egenskaperna hos nanobandet, såsom elektrisk ledningsförmåga."

Enheter baserade på nanoband kan potentiellt användas som nano-switchar, nanoaktuatorer och nanotransistorer integrerade i datorer eller datalagringsenheter.