Kolnanorörslock tvingas i form av sex femkanter bland mängden hexagoner i det enkelatomtjocka röret. Rice University -forskare tog en folkräkning av tusentals möjliga kepsar och fann att energierna som ägnas åt deras bildning inte har någon betydelse för rörets ultimata kiralitet. Upphovsman:Evgeni Penev
(Phys.org)-Ett enväggigt kolnanorör växer från det runda locket och ner, så det är logiskt att tro att kepsens bildning avgör vad som följer. Men enligt forskare vid Rice University, det är inte helt så.
Teoretisk fysiker Boris Yakobson och hans Rice -kollegor fann genom uttömmande analys att de som vill kontrollera nanorörens kiralitet - den egenskap som bestämmer deras elektriska egenskaper - vore klokt att titta på andra aspekter av deras tillväxt.
I studien av Yakobson, forskare Evgeni Penev och postdoktor Vasilli Artyukhov som nyligen publicerades av American Chemical Society journal ACS Nano , Risforskarna fann att de elastiska energilandskapen som är involverade i lockbildning inte är tillräckligt starka för att diktera nanorörets kiralitet.
För att få en klar bild av hur kepsar är relaterade till nanorörets kiralitet, Risgruppen inledde en detaljerad, tvåårig folkräkning av 4, 500 möjliga lockformationer för nanorör med bara två diametrar, 0,8 och 1 nanometer, över 21 kiraliteter.
Locket på varje nanorör har sex femkanter - varav ingen får röra varandra - bland en rad hexagoner, Sa Penev. De drar i locket och tvingar det att kurva, men deras positioner är inte alltid desamma från cap till cap.
Men eftersom en given kiralitet kan ha hundratals möjliga kepsar, den avgörande faktorn för kiralitet måste ligga någon annanstans, fann forskarna. "Capets bidrag är den elastiska krökningsenergin, och då glömmer du det bara Sa Penev.
Locket visas först när ett nanorör odlas, men en studie av risforskare indikerar att energin i kapsbildning inte är tillräckligt stark för att diktera nanorörets kiralitet. Upphovsman:The Yakobson Group
"Det finns olika faktorer som kan spela in, "Sa Yakobson." Den ena är energidelen som dikteras av katalysatorn; en annan kan vara energin hos locken i sig. Så för att få den stora bilden, vi tar upp kepsarnas energi och utesluter den i princip som en faktor för att bestämma kiralitet. "
En nanorör är ett atomtjockt ark med kolatomer arrangerade i sexkantar och rullas in i ett rör. Kiralitet hänvisar till sexkantarnas orientering, och den vinkeln styr hur väl nanoröret leder elektricitet.
Ett perfekt ledande metalliskt nanorör skulle ha atomerna arrangerade i "fåtöljer, "så kallad eftersom skärning av nanoröret på mitten skulle få toppen att se ut som en serie brunnar med atomer för armstöd. Vrid sexkantarna 30 grader, fastän, kommer att göra ett halvledande "sicksack" nanorör. Nanorör kan vara det ena eller det andra, eller den kirala vinkeln kan vara allt emellan, med ett skiftande utbud av elektriska egenskaper.
Mer än tusen ändlock som utgör denna Rice University -logotyp representerar en bråkdel av dem som undersöktes av risforskare som bestämde att energierna som används vid lockbildning inte bidrar till chiraliteten hos kolnanorör. Kiralitet hänvisar till hexagons vinkel i nanorör och dikterar deras elektroniska och andra önskvärda egenskaper. Klicka på bilden för en större version. Upphovsman:Evgeni Penev
Att få kontroll över dessa fastigheter har varit en kamp. Helst, forskare kan odla de specifika typerna av nanorör de behöver för en applikation, men i verkligheten, de växer som ett slumpmässigt sortiment som sedan måste separeras med en centrifug eller på annat sätt.
Yakobson misstänker att svaret ligger i att justera interaktionen mellan katalysatorn och nanorörskanten. "Denna studie visade att energin i konfigurationen av locket är någorlunda platt, "sa han." Det är viktigt att veta eftersom det gör att vi kan fortsätta arbeta med andra faktorer. "
