Een uiteindelijk doel op het gebied van koolstofnanobuisjesonderzoek is het synthetiseren van enkelwandige koolstofnanobuizen (SWNT's) met gecontroleerde chiraliteiten. Twintig jaar na de ontdekking van SWNT's, wetenschappers van de Aalto Universiteit in Finland, BEN. Prokhorov General Physics Institute RAS in Rusland en het Center for Electron Nanoscopy van de Technische Universiteit van Denemarken (DTU) zijn erin geslaagd om de chiraliteit in koolstofnanobuisjes te beheersen tijdens hun chemische dampafzettingssynthese

De structuur van koolstofnanobuisjes wordt gedefinieerd door een paar gehele getallen die bekend staan ​​als chirale indices (n, m), met andere woorden, chiraliteit.

"Chiraliteit definieert de optische en elektronische eigenschappen van koolstofnanobuizen, dus het beheersen ervan is een sleutel tot het benutten van hun praktische toepassingen, " zegt professor Esko I. Kauppinen, de leider van de Nanomaterials Group in Aalto University School of Science.

Door de jaren heen, er is aanzienlijke vooruitgang geboekt bij de ontwikkeling van verschillende structuurgecontroleerde synthesemethoden. Echter, nauwkeurige controle over de chirale structuur van SWNT's werd grotendeels gehinderd door een gebrek aan praktische middelen om de vorming van de metalen nanodeeltjeskatalysatoren en hun katalytische dynamiek tijdens buisgroei te sturen.

"We hebben een epitaxiale vorming van Co-nanodeeltjes bereikt door een goed ontwikkelde vaste oplossing in CO te verminderen, " onthult Maoshuai He, een postdoctoraal onderzoeker aan de Aalto University School of Chemical Technology.

"Voor de eerste keer, de nieuwe katalysator werd gebruikt voor selectieve groei van SWNT's, ", voegt senior stafwetenschapper Hua Jiang toe van de Aalto University School of Science.

Door de nieuwe katalysatoren in te voeren in een conventionele CVD-reactor, het onderzoeksteam toonde preferentiële groei van halfgeleidende SWNT's (～90%) met een uitzonderlijk hoge populatie van (6, 5) buizen (53%) bij 500 °C. Verder, ze vertoonden ook een verschuiving van de chirale voorkeur van (6, 5) buizen bij 500 °C tot (7, 6) en (9, 4) nanobuisjes bij 400 °C.

"Deze bevindingen openen nieuwe perspectieven voor zowel structurele controle van SWNT's als voor het ophelderen van hun groeimechanismen, zijn dus belangrijk voor het fundamentele begrip van de wetenschap achter de groei van nanobuisjes, " zegt professor Juha Lehtonen van de universiteit van Aalto.

Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in een nieuw tijdschrift van Nature Publishing Group Wetenschappelijke rapporten , 3 (2013), 1460.