Ett slutmål inom området kolnanorörsforskning är att syntetisera enkelväggiga kolnanorör (SWNT) med kontrollerade kiraliteter. Tjugo år efter upptäckten av SWNT, forskare från Aalto-universitetet i Finland, A.M. Prokhorov General Physics Institute RAS i Ryssland och Center for Electron Nanoscopy vid Danmarks Tekniska Universitet (DTU) har lyckats kontrollera kiraliteten i kolnanorör under sin kemiska ångavsättningssyntes
Kolnanorörsstrukturen definieras av ett par heltal som kallas kirala index (n, m), med andra ord, kiralitet.
"Kiralitet definierar de optiska och elektroniska egenskaperna hos kolnanorör, så att kontrollera det är en nyckel till att utnyttja deras praktiska tillämpningar, " säger professor Esko I. Kauppinen, ledaren för nanomaterialgruppen vid Aalto University School of Science.
Över åren, betydande framsteg har gjorts för att utveckla olika strukturkontrollerade syntesmetoder. Dock, exakt kontroll över den kirala strukturen hos SWNTs har till stor del hindrats av en brist på praktiska medel för att styra bildandet av metallnanopartikelkatalysatorerna och deras katalytiska dynamik under rörtillväxt.
"Vi uppnådde en epitaxiell bildning av Co-nanopartiklar genom att reducera en välutvecklad fast lösning i CO, " avslöjar Maoshuai He, en postdoktor vid Aalto University School of Chemical Technology.
"För första gången, den nya katalysatorn användes för selektiv tillväxt av SWNT, ", tillägger seniorforskaren Hua Jiang från Aalto University School of Science.
Genom att introducera de nya katalysatorerna i en konventionell CVD-reaktor, forskargruppen visade prioriterad tillväxt av halvledande SWNTs (~90 %) med en exceptionellt hög population på (6, 5) rör (53%) vid 500°C. Vidare, de visade också en förändring av den kirala preferensen från (6, 5) rör vid 500 °C till (7, 6) och (9, 4) nanorör vid 400 °C.
"Dessa resultat öppnar nya perspektiv både för strukturell kontroll av SWNT och för att klargöra deras tillväxtmekanismer, är därför viktiga för den grundläggande förståelsen av vetenskapen bakom tillväxten av nanorör, " kommenterar professor Juha Lehtonen från Aalto-universitetet.
Forskningen har nyligen publicerats i en ny Nature Publishing Group-tidskrift Vetenskapliga rapporter , 3 (2013), 1460.
