יהלומים הם החומר הקשה ביותר הידוע. צינורות פחמן הם החזקים. מדענים במחלקה האמריקנית של Argonne אנרגיה המעבדה הלאומית ניסה לשלב את הטוב שבשני העולמות באמצעות יצירת nanostructure מרוכבים. הם רצו לגדול צינורות פחמן זעירות עם יהלומים זעירים. אבל התוצאות לא היו כמצופה. במקום זאת, הניסוי שינו את פני השטח של צינורות, יצירת כנף כמו הרחבות. למרות התוצאה לא היה מה הנסיינים חיפשו, אלה משטחים שונה עשויה לדחוף צינורות נוספת לתוך העולם של חומרים ומערכות מעשי ויישומי. הוא גם מספק תובנות לגבי האופן שבו לסנתז המעמד העולה של חומר בשם "nanocarbons", אשר מורכב של allotropes שונים - את אותם מרכיבים עם מבנים מולקולריים שונים - בשילוב של פחמן הננומטרי להניב חומרים חדשים בעלי תכונות ייחודיות. "ניסינו לקבל מרוכבים, אבל צינורות נעשו שונה", אמר חוקר Argonne סוזן Trasobares. "מי יכול היה לנחש?" פחמן האטומים שמרכיבים את צינוריות פולרנים מודבקים כמו גרפיט גיליונות הדומות כאשר הסדינים מגלגלים לכדור הם עושים פולרנים "לולים." - הכדורגל כדור בצורת מולקולות פחמן, גרפיט שונה וגם יהלומים. אם את הסדינים מגלגלים לגליל חלקה, הם יוצרים צינורות פחמן. את המאפיינים הייחודיים של צינורות אלה, כולל כוחם, התכונות החשמליות יכולות ניהול, לגרום להם שימושי יישומים אלקטרוניים ומכניים. והם קטנים - רק אחד חלקי עשרת אלפים רוחב של שערת אדם. צינורות פחמן שימשו חיזוקים מבניים בתוך סוללות ליתיום והמסך מציג בטלוויזיה, אבל Argonne המדען ג'ון קרלייל אמר שהם עדיין בשלב האבטיפוס. חוקרים מחפשים דרכים לשנות את מאפייני צינוריות. קרלייל אמר כי על ידי צינוריות יהלומים גדל יחד, הוא עשוי לקבל Trasobares מבנה מורכב, כי הוא טוב יותר מסכום חלקיו. לכן, הם עמדו צינורות על מטרותיהם, כמו מזלגות מזדקרת, ולאחר מכן לשים אותם תחת הכור פלזמה. מאז פלזמה שימש בדרך כלל לגדול יהלומים ultrananocrystaline, סוג של סרט יהלום עם גרגרי ננומטר, הם חשבו יהלומים יגדל על קצות הצינורות. "ובכן, זה לא עבד", אמר קרלייל. "זה היה כישלון תהומי. זהו מדע במיטבה ". פלזמה אכלו ממנו את הקצוות של צינוריות. פחמן הגיב עם פלזמה מתאדה. עם זאת, באחת הדוגמאות, כמה צינורות היו דפק למצב אופקי - כמו חוגים יבול במדגם Nanotube. לאחר בחינת דגימות בעזרת המרכז מיקרוסקופית אלקטרונים, החוקרים גילו כי תהליך תחריט אותו הרסו את צינורות אנכיים היה פשוט קורע לפתוח את הקירות הצדדיים חלקה של צינורות אופקיים. ואז מולקולות פחמן מלוכדות ליצור כנפיים. קרלייל אמר שהוא נחשב שמות את השינויים "צינורות דוקרני" או "צינורות מעופפים", אבל Trasobares הציע "כנפיים graphitic" כדי לתאר את המבנים האלה ייחודי, קרלייל הסכימה. "החלק הטוב כאשר אתה עושה את המחקר היא כי הרבה פעמים אתה מוצא משהו שאתה לא ציפו", אמר Trasobares. "אתה צריך לשאול: מה קורה? מה אנחנו מקבלים? למה אנחנו מקבלים את זה? מה זה אומר? " עבור המדע, זה אומר שיש תהליך חדש לשנות את פני השטח unreactive חלקה של צינורות, להגדיל את שטח הפנים ואת מספר הנקודות תגובתי. והכי חשוב במחקר פורץ דרך עבור ננו חדש nanocomposites חדש עם מאפיינים חדשים. חוקרים יכולים לשער על יישומים אפשריים. ככל שמספר אזורי תגובתי, מספר קבוצות מולקולרי יכול לצרף עליות צינורות. Functionalization משפר. הגדלת שטח הפנים יכול גם לשנות את מאפייני פליטת אלקטרונים, אשר חשובים עבור צגים שטוחים. אתרים נוספים מתכוון פליטת זרם גדול יותר, כלומר להציג בהירים. כנפיים יכול גם לסייע לעגן את Nanotube על פולימרים. שני נדירות ליצור חיבור טוב. עם התקדמות זו, הדלתות נפתחות עבור חיישנים כימיים, טיפים בדיקה, בתאי דלק, צילומי רנטגן החלקיקים, בדים, nanowires ו שרירים מלאכותיים. כפי המחקר ממשיך, יישומים נוספים עשויים להיות מפותחים. אבל קרלייל אמר זה לא יקרה בן לילה. יש עדיין הרבה בדיקות לעשות הרבה בעיות לפתור. "כמדענים, אנחנו חולמים על מה הדברים עשוי להיות אפשרי", אמר קרלייל. "כשאתה מסתכל על התהליך של איך הטכנולוגיה מתפתחת אמיתי, אתה מתחיל להעריך באמת קשה". |