(PhysOrg.com) -- Kijk hoe een gekko tegen een muur oploopt. Het tart de zwaartekracht terwijl het aan het oppervlak blijft kleven, hoe glad het ook lijkt.

Wat er gebeurt is geen magie. De gekko blijft zitten vanwege de elektrische aantrekkingskracht - de van der Waalskracht - tussen miljoenen microscopisch kleine haartjes op zijn pootjes en het oppervlak.

Het principe is van toepassing op nieuw onderzoek aan Rice University dat deze week in de online versie van het tijdschrift wordt gerapporteerd ACS Nano . Maar in dit geval, de haren komen figuurlijk van de gekko en planten zichzelf op de muur.

Rice afgestudeerde student Cary Pint heeft een manier bedacht om patronen van sterk uitgelijnde, enkelwandige koolstofnanobuisjes (SWNT's) van een substraat naar een ander oppervlak - elk oppervlak - in een kwestie van minuten. Hetzelfde substraat, met zijn katalysatordeeltjes nog intact, kan herhaaldelijk worden gebruikt om meer nanobuisjes te laten groeien, bijna als het inkten van een rubberen stempel.

Pint is hoofdauteur van de onderzoekspaper, waarin ook een manier wordt beschreven om snel en gemakkelijk het bereik van diameters te bepalen in een batch nanobuisjes die zijn gegroeid door middel van chemische dampafzetting (CVD). Gemeenschappelijke spectroscopische technieken zijn slecht in het zien van buizen met een diameter groter dan twee nanometer - of de meeste nanobuisjes in het CVD "supergroei"-proces.

"Dit is belangrijk omdat alle eigenschappen van de nanobuisjes - elektrisch, thermisch en mechanisch - verander met diameter, " zei hij. "Het beste is dat bijna elke universiteit een FTIR-spectrometer (Fourier-transformatie-infrarood) heeft die deze metingen kan doen, en dat zou het proces van synthese en toepassingsontwikkeling van koolstofnanobuisjes veel nauwkeuriger moeten maken."

Pint en andere studenten en collega's van Robert Hauge, een vooraanstaand faculteitslid van Rice in de chemie, onderzoeken ook manieren om gedrukte films van SWNT's te maken en ze allemaal geleidend of volledig halfgeleidend te maken - een proces dat Hauge 'Fermi-level engineering' noemt vanwege zijn vermogen om elektronenbeweging op nanoschaal te manipuleren.

gecombineerd, de technieken vormen een enorme stap in de richting van een bijna onbeperkt aantal praktische toepassingen, waaronder sensoren, zeer efficiënte zonnepanelen en elektronische componenten.

"Een grote grens voor het gebied van nanowetenschap is het vinden van manieren om ervoor te zorgen dat wat we op nanoschaal kunnen doen, invloed heeft op onze dagelijkse activiteiten, Hauge zei. "Voor het gebruik van koolstofnanobuisjes in apparaten die de manier waarop we dingen doen kunnen veranderen, een eenvoudige en schaalbare manier om uitgelijnde koolstofnanobuisjes over elk oppervlak en in elk patroon te modelleren, is een grote vooruitgang."

Pint zei dat een middagje 'experimenteren met creatieve ideeën' als eerstejaarsstudent veranderde in een project dat zijn interesse wekte tijdens zijn tijd bij Rice. "Ik realiseerde me al vroeg dat het nuttig kan zijn om koolstofnanobuisjes over te brengen naar andere oppervlakken, " hij zei.

"Ik begon te spelen met waterdamp om de amorfe koolstoffen op de nanobuisjes op te ruimen. Toen ik er een monster uit haalde, Ik zag dat de nanobuisjes echt aan het pincet plakten.

"Ik bedacht me, 'Dat is echt interessant...'"

Water blijkt de sleutel te zijn. Na het kweken van de nanobuisjes, Pint etst ze met een mengsel van waterstofgas en waterdamp, die de chemische bindingen tussen de buizen en de metaalkatalysator verzwakt. Wanneer gestempeld, de nanobuisjes gaan liggen en hechten, via van der Waals, naar het nieuwe oppervlak, alle sporen van de katalysator achterlatend.

Pint, die in augustus zijn proefschrift hoopt te verdedigen, ontwikkelde een hand die stabiel genoeg was om nanobuisjes op een reeks oppervlakken te deponeren - "alles wat ik in handen kon krijgen" - in patronen die gemakkelijk konden worden gerepliceerd en zeker verbeterd door industriële processen. Een treffend voorbeeld van zijn werk is een kriskras film van nanobuisjes gemaakt door een reeks lijnen op een oppervlak te stempelen en vervolgens de katalysator opnieuw te gebruiken om meer buisjes te laten groeien en ze opnieuw over het eerste patroon te stempelen in een hoek van 90 graden. Het proces duurde niet meer dan 15 minuten.

"Ik zal eerlijk zijn - dat was een beetje geluk, gecombineerd met de vaardigheid dit een paar jaar te hebben gedaan, ' zei hij over het miniatuurkunstwerk. 'Maar als ik in de industrie was, Ik zou een machine maken om dit voor mij te doen."

Pint gelooft dat industrieën de techniek onder de loep zullen nemen, waarvan hij zei dat het gemakkelijk kan worden opgeschaald, voor het inbedden van nanobuisschakelingen in elektronische apparaten.

Zijn eigen doel is om het proces te ontwikkelen om een ​​reeks zeer efficiënte optische sensoren te maken. Hij onderzoekt ook dopingtechnieken die het giswerk wegnemen bij het kweken van metalen (geleidende) of halfgeleidende SWNT's.