Пищевая клетчатка эффективно очищает углеродные нанотрубки
Ученые из Нагойского университета разработали дешевый, простой метод эффективного разделения 2 типов углеродных нанотрубок с помощью пищевой клетчатки.
Технологию можно масштабировать для производства очищенных одностенных УНТ, применяемых в электронных устройствах, сообщает eurekalert.org. Выводы исследования опубликованы в Applied Physics Express.
Углеродные наноструктуры подходят для разных систем, включая тонкопленочные транзисторы LCD-экранов. Проблема в том, что только две трети одностенных УНТ можно использовать в электронных устройствах. Полезные полупроводниковые структуры нужно отделять от нежелательных металлических. Самый мощный процесс очистки, водная двухфазная экстракция, требует дорогого полисахарида, декстрана.
Органический химик Харука Омачи с коллегами из Нагойского университета предположил, что эффективность вещества обусловлена связями глюкозных блоков. Вместо декстрана, команда попыталась использовать для разделения двух типов ОСУНТ менее дорогой изомальтодекстрин. Соединение имеет больше целевых связей.
Нанотрубки оставили в растворе изомальтодекстрина и полиэтиленгликоля на 15 мин. Затем их 5 мин центрифугировали. Ученые использовали 3 типа изомальтодекстрина с разным количеством связей и молекулярной массой. Оказалось, вещество притягивает металлические ОСУНТ. Полупроводниковые структуры поднимаются вверх, в полиэтиленгликоль.
Максимальную эффективность (99%) показало соединение с наибольшим количеством связей и молекулярной массой. Команда обнаружила, что другой полисахарид, пуллулан, не справляется с разделением нанотрубок. Его глюкозные блоки соединены не так, как в изомальтодекстрине. Ученые предположили, что количество и тип связей играют важную роль в способности материала разделять УНТ.
Из очищенных полупроводниковых структур получился качественный тонкопленочный транзистор.
Изомальтодекстрин – дешевый, доступный полисахарид, получаемый из крахмала и используемый как пищевая клетчатка. Он обеспечивает экономически эффективное извлечение ОСУНТ. Команда Омачи ведет переговоры с компаниями для вывода технологии на рынок. Ученые также улучшают производительность тонкопленочных транзисторов, используя полупроводниковые ОСУНТ в гибких экранах и сенсорных устройствах.
