Kulstof-nanorør, der beskrives som den regerende berømthed af avancerede materialer verden, er alle de vrede. For nylig forskere på Rice University og Rensselaer Polytechnic Institute brugte dem til at gøre "sorteste sorte" - den mørkeste kendt materiale, hvilket kun 0,045 procent af alt lys skinnede på den.
Når Sandia er Francois Leonard forklarer fysikken af kulstof Leonard har skrevet en bog om emnet vil blive offentliggjort senere denne sommer
Sandia National Laboratories også ind på kulstof nanorør spil, med forskning ledet af fysikeren François Léonard. Léonard har betydelig erfaring med emnet, så meget, at han skrev bogen om det - bogstaveligt talt. Han er forfatter til en kommende arbejde, Fysik af kulstof nanorør Devices, som kunne blive den endelige tekst om emnet.
Kulstof-nanorør er lange tynde cylindre bestående udelukkende af kulstofatomer. Mens deres diametre er i nanometer området (1-10), kan de være meget lang, op til centimeter i længden. Den carbon-carbon-obligation er meget stærk, hvilket gør kulstof-nanorør meget robust og modstandsdygtig over for enhver form for deformation. Egenskaberne for anden enkelt-element materialer er åbenlyse - Guld er et metal og silicium er en halvleder, f.eks. Kulstof-nanorør, på den anden side har en slags dobbelt personlighed ikke findes i andre materialer lavet af et enkelt element. De er specielle, fordi de kan være enten metalliske eller halvledende.
Léonard forklarer, at dette skyldes selve opbygningen af et kulstof nanorør, den måde, som atomerne er arrangeret omkring slangen afgør dens elektroniske egenskaber. For at forklare dette koncept til en gruppe af undergraduates ved University of California, Berkeley, han bruger tre ruller af hønsenet, hver skåret i en anden vinkel. Den hønsenet repræsenterer ark graphene hvorfra nanorør skæres. Den vinkel, der går skaber en anderledes obligation geometri langs nanorør, hvilket resulterer i forskellige egenskaber.
Arbejde i ukendt territorium
Léonard erfaringer med kulstof-nanorør begyndte, da området var bare på vej frem. Mens opdagelsen af kulstof-nanorør er krediteret til japanske fysiker Sumio Iijima i 1991, virkede på ansøgningerne ikke begynde, før slutningen af 1990'erne. Léonard blev hos IBM som postdoc, når forskere der byggede den første transistor af kulstof nanorør.
Som teoretisk fysiker, blev Léonard arbejder i ukendt territorium. Fra begyndelsen arbejdede han på modellering at forstå, hvordan kulstof-nanorør kan opføre sig på bestemte programmer. Han kom til Sandia i 2000, hvor han har fortsat sin kulstof nanorør forskning.
De halvledende side af kulstof-nanorør har en meget lovende for udviklingen af nye nanoelektroniske enheder. "En kulstof nanorør skaber en transistor, der er kun én nanometer bredt," siger Léonard. "Det gør det muligt, i princippet, for at opnå en meget høj enhed tætheder sammenlignet med den nuværende state of the art." Feltet emission egenskaber af kulstof nanorør er også spændende. Fladskærme er typisk lavet af en høj tæthed af skarpe tips, som højspænding anvendes til at udvinde elektroner. Disse elektroner strejke og aktivere pixels på skærmen. Kulstof-nanorør kan tjene dette formål, fordi de er meget skarpe, lange, og kan tåle høje marker og høje temperaturer.
'Layla' på en nanorør modtager
Forskere har demonstreret evne til at samle sådanne anordninger med en enkelt kulstof nanorør. På en nylig konference, spillede en forsker Eric Claptons "Layla" på et kulstof nanorør, der virker som en radiomodtager.
En anden potentiel anvendelse i kemiske og biologiske sensorer. Kulstof-nanorør, på grund af deres lille diameter, tjene kan som meget følsomme detektorer, med evnen til at opdage et enkelt molekyle af et mål stof. DNA-detektion er også blevet påvist. I øjeblikket er Léonard fører et team til at udvikle optisk detektion ved hjælp af kulstof-nanorør. Projektet er et samarbejde med Lockheed Martin.
Unikke elektroniske egenskaber