Os nanotubes do Carbono, descritos como a celebridade de reino dos materiais avançados mundo, são toda a raiva. Recentemente os pesquisadores em Rice University e o Rensselaer Polytechnic Institute usaram-nos para fazer “ao preto o mais preto” - o material conhecido o mais escuro, refletindo somente 0,045 por cento de toda a luz brilhada nele.
Quando o Francois Leonard de Sandia explica a física do carbono Leonard escreveu um livro no assunto a ser publicado mais tarde este verão
Os Laboratórios Nacionais de Sandia estão igualmente dentro no jogo do nanotube do carbono, com a pesquisa conduzida pelo físico François Léonard. Léonard tem a experiência considerável no assunto, tanto que escreveu o livro nele - literalmente. É o autor de um trabalho próximo, Física dos Dispositivos de Nanotube do Carbono, que poderiam se transformar o texto definitivo no assunto.
Os nanotubes do Carbono são por muito tempo cilindros finos compor inteiramente de átomos de carbono. Quando seus diâmetros estiverem na escala do nanômetro (1-10), podem ser muito longos, até centímetros de comprimento. A ligação do carbono-carbono é muito forte, fazendo nanotubes do carbono muito robustos e resistentes a qualquer tipo da deformação. As propriedades de outros materiais do único-elemento são óbvias - o ouro é um metal e o silicone é um semicondutor, por exemplo. Os nanotubes do Carbono, por outro lado, têm meio uma personalidade dupla não encontrada em outros materiais feitos de um único elemento. São especiais porque podem ser metálicos ou semiconducting.
Léonard explica que este resulta da estrutura real de um nanotube do carbono; a maneira que os átomos são arranjados em torno da câmara de ar determina suas propriedades eletrônicas. Para explicar este conceito a um grupo de universitários no University Of California, Berkeley, usa três rolos do fio de galinha, cada um cortado em um ângulo diferente. O fio de galinha representa a folha do graphene de que o nanotube é cortado. O ângulo daquele cortado cria uma geometria bond diferente ao longo do nanotube, que conduz às propriedades diferentes.
Trabalho no território desconhecido
A experiência de Léonard com nanotubes do carbono começou quando o campo apenas estava emergindo. Quando a descoberta de nanotubes do carbono for creditada ao físico Japonês Sumio Iijima em 1991, o trabalho em aplicações não começou até o final dos anos 90. Léonard estava no IBM como um postdoc quando os pesquisadores lá construíram o primeiro transistor dos nanotubes do carbono.
Como um físico teórico, Léonard estava trabalhando no território desconhecido. Desde o início, trabalhou em modelar aproximações para compreender como os nanotubes do carbono puderam se comportar em determinadas aplicações. Juntou-se a Sandia em 2000, onde continuou sua pesquisa do nanotube do carbono.
O lado semiconducting de nanotubes do carbono mantem muita promessa para a revelação de dispositivos nanoelectronic novos. “Um nanotube do carbono cria um transistor que seja somente um nanômetro largamente,” diz Léonard. “Isto torna-o possível, em princípio, para conseguir as densidades muito altas do dispositivo comparadas com o último modelo actual.” As propriedades da emissão de campo de nanotubes do carbono igualmente estão excitando. Os Ecrãs planos são feitos tipicamente de um alto densidade das pontas afiadas, a que a alta tensão é aplicada aos elétrons do extracto. Estes elétrons golpeiam e activam os pixéis na tela. Os nanotubes do Carbono podem servir esta finalidade porque são muito afiados, longos, e podem sustentar campos e altas temperaturas altos.
` Layla' em um receptor do nanotube
Os Pesquisadores demonstraram a capacidade para montar tais dispositivos com um único nanotube do carbono. Em uma conferência recente, um cientista jogou o “Layla” de Eric Clapton em um dispositivo do nanotube do carbono que actua como um receptor de rádio.
Um Outro uso potencial está em sensores químicos e biológicos. Os nanotubes do Carbono, devido a seu pequeno diâmetro, podem servir como detectores muito sensíveis, com a capacidade para detectar uma única molécula de uma substância do alvo. A detecção do ADN foi demonstrada igualmente. Actualmente, Léonard está conduzindo uma equipe desenvolver a detecção óptica usando nanotubes do carbono. O projecto é uma parceria com Lockheed Martin.
Propriedades eletrônicas Originais
Os nanotubes Semiconducting do carbono têm muitas propriedades que as fazem atractivas para a detecção óptica. Têm as propriedades eletrônicas originais que favorecem a absorção de luz. Além, o comprimento de onda sobre que se ilumina é absorvido pode ser controlado com nanotubes de diâmetros diferentes. Importante, o processo da fabricação do dispositivo podia ser inteiramente compatível com os processos da fabricação usados pela indústria do semicondutor. Além do que nanotubes do carbono, Léonard está interessado no transporte eletrônico em outros nanostructures - nanotubes do carbono assim como nanowires e únicas moléculas. A pergunta, diz, é como faz a passagem actual através dos nanostructures? Como é o transporte dos elétrons diferente do que em materiais convencionais?