Автор: AZoNano 5 ноября 194900 19459 199 199 199

Исследователи из Университета Нагоя в Японии разработали новый и более экономичный метод, позволяющий легко и эффективно разделять углеродные нанотрубки двух типов.

Процесс может быть расширен для синтеза очищенных партий одностенных углеродных нанотрубок (SWCNT), которые могут быть использованы в высокопроизводительных электронных устройствах. Результаты исследования были опубликованы в журнале Прикладная физика Экспресс .

SWCNT обладают замечательными механическими и электронными свойствами, что делает их идеальными кандидатами для использования в широком спектре электронных устройств, таких как тонкопленочные транзисторы, которые обычно встречаются в ЖК-дисплеях. Однако основной проблемой является то, что только две трети синтезированных ОСУНТ могут быть использованы в электронных устройствах.

Поскольку полупроводниковые ОУНТ полезны, они должны быть изолированы от ненужных металлических. Однако наиболее надежный процесс очистки, называемый водной двухфазной экстракцией, в настоящее время включает использование дорогого полисахарида, известного как декстран.

Харука Омачи, химик-органик, и его коллеги из Нагойского университета выдвинули теорию о том, что эффективность декстрана в выделении полупроводников из металлических ОСУНТ заключается в связях, соединяющих его глюкозные единицы. Исследователи не использовали декстран для выделения двух типов ОСУНТ, но вместо этого использовали значительно более дешевый изомальтодекстрин, который содержит еще несколько таких связей.

Исследователи оставили партию SWCNT в растворе, содержащем полиэтилен изомальтодекстрин и гликоль, на 15 минут, а затем центрифугировали в течение 5 минут. Затем они опробовали три разных типа изомальтодекстрина, каждый с разным количеством связей и разной молекулярной массой.

Команда заметила, что хотя металлические ОСНТ накапливались в нижней части раствора изомальтодекстрина, полупроводниковые ОСНТ всплыли в верхней части полиэтиленгликоля.

Исследователи обнаружили, что два типа ОСУНТ были наиболее эффективно разделены (99%) по типу изомальтодекстрина, который имел наибольшее количество связей и высокую молекулярную массу. Они также отметили, что другой полисахарид, известный как пуллулан и чьи единицы глюкозы связаны с различными видами связей, не был эффективен при выделении одних и тех же типов ОСУНТ.

По словам команды, тип и количество связей, присутствующих в изомальтодекстрине, играют критическую роль в их способности успешно изолировать ОСУНТ.

Кроме того, исследователи обнаружили, что тонкопленочный транзистор, построенный из их очищенных полупроводниковых ОСУНТ, работал очень хорошо.

Изомальтодекстрин является экономически эффективным и широко доступным полисахаридом, синтезированным из крахмала, который используется в качестве пищевой клетчатки. Это делает его недорогим вариантом для процесса извлечения SWCNT.

В настоящее время Омачи и его сотрудники ведут переговоры с компаниями, чтобы вывести их метод на коммерческий уровень. Команда также работает над повышением производительности тонкопленочных транзисторов с использованием полупроводниковых ОСУНТ в сенсорных устройствах и гибких дисплеях.

Статья под названием «Водная двухфазная экстракция полупроводниковых одностенных углеродных нанотрубок с применением изомальтодекстрина и тонкопленочных транзисторов» была опубликована в Applied Physics Express .

Авторами исследования являются Харука Омачи, Томохико Комуро, Кайсей Мацумото, Минако Накаджима, Хикару Ватанабе, Джун Хиротани, Ютака Оно и Хисанори Синохара.

Источник: http://en.nagoya-u.ac.jp/