Materiaalgedrag is afhankelijk van factoren zoals de samenstelling van het materiaal en de rangschikking van de moleculaire delen. Voor de eerste keer, onderzoekers hebben een manier gevonden om koolstofnanobuisjes over te halen om moiré-patronen te creëren. Dergelijke structuren kunnen nuttig zijn bij materiaalonderzoek, met name op het gebied van supergeleidende materialen.

Professor Hiroyuki Isobe van de afdeling Scheikunde aan de Universiteit van Tokyo, en zijn team creëren nanoscopische materiaalstructuren, voornamelijk uit koolstof. Hun doel is om nieuwe manieren te verkennen om koolstofnanostructuren te creëren en om bruikbare toepassingen voor hen te vinden. De meest recente doorbraak van hun laboratorium is een nieuwe vorm van koolstofnanobuisjes met een specifieke rangschikking van atomen.

"We hebben met succes verschillende soorten atoomdikke koolstofnanobuisjes gemaakt die zichzelf assembleren tot complexe structuren, " zei Isobe. "Deze nanobuisjes zijn gemaakt van opgerolde vellen koolstofatomen die hexagonaal zijn gerangschikt. We hebben brede en smalle gemaakt die erin passen. Dit betekent dat de resulterende complexe buisstructuur een dubbellaagse wand heeft. De hexagonale patronen van deze lagen zijn zo verschoven dat de twee lagen samen een zogenaamd moirépatroon creëren. En dat is belangrijk voor materiaalonderzoekers."

Wanneer herhalende patronen elkaar overlappen, een nieuw resulterend patroon ontstaat. Als u vervolgens een van de lagen verplaatst, of als u relatief ten opzichte van de lagen beweegt, het resulterende patroon zal enigszins veranderen, bijvoorbeeld, als je door een gaasgordijn naar een hordeur kijkt, of als je twee zeven bij elkaar houdt. De moiré-patronen van het team ontstaan ​​wanneer een zeshoekig raster van koolstofatomen enigszins wordt gedraaid ten opzichte van een ander soortgelijk zeshoekig raster.

Deze patronen zijn niet alleen voor de show; ze kunnen materialen met functionele eigenschappen doordrenken. Twee gebieden die vooral kunnen profiteren van de eigenschappen die hier worden gecreëerd, zijn synthetische chemie, aangezien de dubbellaagse moiré-koolstofbuizen uitdagende maar aantrekkelijke doelen van moleculaire zelfassemblage kunnen zijn, en supergeleidende materialen, wat zou kunnen leiden tot een generatiesprong in elektrische apparaten die veel minder stroom nodig hebben om te werken en veel capabeler zouden zijn dan de huidige apparaten.