I nanotubes del Carbonio, descritti come la celebrità di regno dei materiali avanzati mondo, sono tutta la collera. Recentemente i ricercatori alla Rice University ed il Rensselaer Polytechnic Institute li hanno usati per rendere “al nero più nero„ - il materiale conosciuto più scuro, riflettente soltanto 0,045 per cento di tutto l'indicatore luminoso spleso su.
Quando il Francois Leonard di Sandia spiega la fisica di carbonio Leonard ha scritto un libro sull'oggetto da pubblicare durante l'estate
Sandia National Laboratories è egualmente dentro sulla cacciagione del nanotube del carbonio, con la ricerca piombo dal fisico François Léonard. Léonard ha considerevole esperienza nell'oggetto, così tanto che ha scritto il libro su - letteralmente. È l'autore di prossimo lavoro, Fisica delle Unità di Nanotube del Carbonio, in grado di trasformarsi nel testo definitivo sull'argomento.
I nanotubes del Carbonio sono lungamente cilindri sottili composti interamente di atomi di carbonio. Mentre i loro diametri sono nell'intervallo di nanometro (1-10), possono essere molto lunghi, fino ai centimetri di lunghezza. L'obbligazione del carbonio-carbonio è molto forte, rendendo i nanotubes del carbonio molto robusti e resistenti a qualunque genere di deformazione. I beni di altri materiali dell'unico elemento sono ovvi - l'oro è un metallo ed il silicio è un semiconduttore, per esempio. I nanotubes del Carbonio, d'altra parte, hanno una specie di personalità doppia non trovata in altri materiali fatti da un singolo elemento. Sono speciali perché possono essere metallici o semiconduttori.
Léonard spiega che questo deriva dalla struttura reale di un nanotube del carbonio; il modo che gli atomi sono sistemati intorno al tubo determina i sui beni elettronici. Per spiegare questo concetto ad un gruppo di studenti non laureati all'Università di California, Berkeley, usa tre rotoli del collegare di pollo, ciascuno tagliato ad un angolo differente. Il collegare di pollo rappresenta la lamiera sottile di graphene da cui il nanotube è tagliato. L'angolo di quello tagliato crea la geometria schiava differente lungo il nanotube, che provoca i beni differenti.
Lavorando nel territorio sconosciuto
L'esperienza di Léonard con i nanotubes del carbonio ha cominciato quando il campo stava emergendo appena. Mentre la scoperta dei nanotubes del carbonio è accreditata al fisico Giapponese Sumio Iijima nel 1991, il lavoro sulle applicazioni non ha cominciato fino al fine degli anni 90. Léonard era ad IBM come postdoc quando i ricercatori là hanno costruito il primo transistor dai nanotubes del carbonio.
Come fisico teorico, Léonard stava funzionando nel territorio sconosciuto. Dall'inizio, ha lavorato a modellare gli approcci per capire come i nanotubes del carbonio potrebbero comportarsi in determinate applicazioni. Ha unito Sandia nel 2000, dove ha continuato la sua ricerca del nanotube del carbonio.
Il lato semiconduttore dei nanotubes del carbonio tiene molta promessa per lo sviluppo di nuove unità nanoelectronic. “Un nanotube del carbonio crea un transistor che è soltanto un nanometro largamente,„ dice Léonard. “Questo lo permette, in linea di principio, per raggiungere le densità molto alte dell'unità rispetto allo stato dell'arte corrente.„ I beni dell'emissione di campo dei nanotubes del carbonio egualmente stanno eccitando. Gli Schermi piatti sono fatti tipicamente da un'alta densità dei suggerimenti marcati, a cui l'alta tensione si applica agli elettroni dell'estratto. Questi elettroni direzione ed attivano i pixel nello schermo. I nanotubes del Carbonio possono avere questo scopo perché sono molto marcati, lunghi e possono sostenere gli alti campi e temperature elevate.
` Layla' su un ricevitore del nanotube
I Ricercatori hanno dimostrato la capacità di montare tali unità con un singolo nanotube del carbonio. Ad una conferenza recente, uno scienziato ha giocato “il Layla„ di Eric Clapton su un'unità del nanotube del carbonio che funge da radioricevitore.
Un Altro uso potenziale è in sensori chimici e biologici. I nanotubes del Carbonio, a causa del loro diametro, possono servire da rivelatori molto sensibili, con la capacità di individuare una singola molecola di una sostanza dell'obiettivo. La rilevazione del DNA egualmente è stata dimostrata. Corrente, Léonard piombo un gruppo sviluppare la rilevazione ottica facendo uso dei nanotubes del carbonio. Il progetto è un'associazione con Lockheed Martin.
Beni elettronici Unici
I nanotubes Semiconduttori del carbonio hanno molti beni che li rendono attraenti per rilevazione ottica. Hanno beni elettronici unici che favoriscono l'assorbimento della luce. Inoltre, la lunghezza d'onda sopra cui si accende è assorbito può essere gestito con i nanotubes dei diametri differenti. D'importanza, il trattamento di montaggio dell'unità ha potuto essere interamente compatibile con i trattamenti di montaggio usati dall'industria a semiconduttore. Oltre ai nanotubes del carbonio, Léonard è interessato nel trasporto elettronico in altri nanostructures - nanotubes del carbonio come pure nanowires e singole molecole. La domanda, dice, è come fa il passaggio corrente attraverso i nanostructures? Come è il trasporto degli elettroni differente che in materiali convenzionali?