Новости

Американцы представили самый тонкий в мире провод из алмазов

Учёные из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC научились "плести" самые тонкие в мире нити из алмазов. При этом новая разработка не имеет ничего общего с ювелирным делом.
Исследователи работали с адамантаном. Эти крошечные частицы представляют собой минимально возможный "строительный кубик" алмаза из десяти атомов углерода, в котором свободные связи занимает водород.
В природе это вещество в крайне малых концентрациях встречается в нефти, но ещё в первой половине двадцатого века химики научились синтезировать адамантан в лабораторных условиях.
За последнее десятилетие команда под руководством профессора Чжи-Сюнь Шэня (Zhi-Xun Shen) предложила несколько способов применения алмазных наночастиц в различных устройствах от электронного микроскопа до крошечных гаджетов.
На этот раз группа воспользовалась тем обстоятельством, что адамантановые блоки сильно притягиваются друг к другу, благодаря силам Ван-дер-Ваальса, и собираются в кристаллы.
Учёные соединили каждую частицу адаманта с атомом серы, а затем в специальном растворе связали с серой ион меди. Последний этап "сборки" оказался самым простым – Шэнь и его коллеги просто наблюдали, как полученные "детали" под действием молекулярного притяжения самостоятельно сближались и выстраивались в длинный провод толщиной всего в три атома.
Команда сравнивает процесс сборки тончайшего кабеля из отдельных элементов с популярным конструктором.
"Подобно деталям LEGO они подходят друг к другу только определённым образом, что определяется их размером и формой, – говорит соавтор исследования Фэй Хуа Ли (Fei Hua Li) в пресс-релизе Лаборатории. – Атомы меди и серы каждого строительного блока оказываются в середине, образуя проводящую сердцевину, а громоздкий адамантан остаётся с внешней стороны, образуя изолирующую оболочку".

Ранее Шэнь и его коллеги создавали на основе адамантана и других алмазных наночастиц, известных под названием алмазоиды (diamondoids), одномерные и двухмерные повода с добавлением кадмия, железа, цинка и серебра. Но изначально структуры росли слишком медленно, и учёные стали экспериментировать с различными растворами и другими типами молекул.
В результате им удалось подобрать ингредиенты, которые при смешивании всего за полчаса самостоятельно складываются в нанопроволоку.
С помощью новой технологии можно создавать тончайшие провода для самых разных целей. Их можно использовать в тканях, способных вырабатывать электричество и сохранять энергию, в оптоэлектронных приборах, которые используют электричество и свет, а также в создании сверхпроводников.
Учёные уже смоделировали электронные свойства полученных алмазных нанопроводов, а также исследовали их структуру и основные характеристики в лаборатории SLAC с использованием рентгеновских лучей.
Подробные результаты исследования опубликованы в издании Nature Materials.
Читайте также
Пандемия COVID-19: государства не справились с домашним заданием
Пандемия COVID-19: государства не справились с домашним заданием
Вряд ли хоть у какой-то страны получится много месяцев сидеть в карантине
Если бы парни заполучили машину времени: подборка научных мемов
Если бы парни заполучили машину времени: подборка научных мемов
Подборка новых и вечных научных мемов.
Как человек отключает естественный отбор?
Как человек отключает естественный отбор?
Обратная сторона современной гуманистической медицины — порча генофонда.