Onderzoekers van de Tohoku University hebben een nieuwe strategie ontwikkeld voor het beheersen van de chiraliteit van enkelwandige koolstofnanobuizen (SWNT's). Door deze aanpak te gebruiken, preferentiële synthese van (6, 4) SWNT's is voor het eerst gerealiseerd. Het unieke groeimechanisme is opgehelderd door experimenten en theoretische berekeningen te vergelijken met een onderzoeker van de Universiteit van Tokyo.

Chiraliteit-selectieve synthese van enkelwandige koolstofnanobuizen (SWNT's) is de afgelopen twee decennia een onderzoeksdoel geweest en is nog steeds een uitdaging vanwege de moeilijkheid om de atomaire structuur in het eendimensionale materiaal te beheersen.

Onder leiding van universitair hoofddocent T. Kato, het team toonde overheersende synthese van (6, 4) SWNT's door de oxidatiegraad van de Co-katalysator af te stemmen. Het gedetailleerde mechanisme wordt onderzocht door middel van een systematische experimentele studie gecombineerd met eerste-principe berekeningen, onthullend dat de onafhankelijke controle van buisdiameter en chirale hoek bereikt door het veranderen van de bindingsenergie tussen SWNT's (dop en buisrand) en katalysator een drastische overgang van chiraliteit van SWNT's van (6, 5) tot (6, 4).

"Aangezien onze benadering van het onafhankelijk regelen van de diameter en chirale hoek kan worden toegepast op andere chiraliteitssoorten, onze resultaten kunnen nuttig zijn bij het bereiken van de on-demand synthese van SWNT's met specifieke chiraliteit. Dit is, die nodig is voor het praktische gebruik van op SWNT's gebaseerde toekomstige apparaten zoals ultrasnelle transistors, elektrische en optische geheugens, en diverse sensortoepassingen, " zegt Kato.

"Hoge zuiverheid synthese van (6, 4) SWNT's kunnen bijdragen aan het pushen van de studie van SWNT's naar industriële, met name opto-elektrische toepassingen vanwege de grootste bandkloof en de hoogste kwantumopbrengsten van (6, 4) SWNT's."

Details van deze studie werden online gepubliceerd op 11 september in Wetenschappelijke rapporten .