Научиться манипулировать нанообъектами — задача сколь актуальная, столь и непростая. Даже разделить отдельные нанотрубки друг от друга после их синтеза не так-то легко. Китайские ученые предложили очень остроумный метод — с помощью «кулоновского взрыва».

Электронная микрофотография двух «нанодеревьев» из углеродных нанотрубок, которые образовались на концах спутанного пучка в процессе «кулоновского взрыва». На вставке — снимок, сделанный обычным оптическим микроскопом
Схема процесса разделения пучка углеродных нанотрубок «кулоновским взрывом: (а) до «взрыва»; (b) после. Обозначены: Ес — кулоновская энергия отталкивания, Еb — энергия поверхностного притяжения
«Кулоновский взрыв» на примере девушки и ее очень длинных волос

Одностенные углеродные нанотрубки вызывают большой интерес благодаря своим весьма необычным и потенциально полезным свойствам. Например, они могут демонстрировать характеристики и металлов, и полупроводников, в зависимости от диаметра и хиральности.

Однако нанотрубки, полученные обычными методами, часто объединяются в спутанные пучки из-за Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий. Пока что это — одно из основных препятствий для практического использования углеродных нанотрубок. Как правило, такие пучки разделяют довольно изощренными способами, электрофорезом или хроматографией, но эти подходы основаны на использовании ПАВов и полимеров, включают в себя много стадий.

Но вот китайские ученые придумали простой способ разделять углеродные нанотрубки, который основан на «кулоновском взрыве». Дело в том, что при превышении определенного предела заряженный кластер становится нестабильным и происходит «взрыв» с отталкиванием его частей. С помощью этого метода можно разделять пучки нанотрубок на более тонкие части с одинаковым диаметром, и даже получать отдельные нанотрубки.

Для этого нет необходимости использовать ПАВы, метод прост в исполнении и включает в себя только один этап. Кроме того, разделение пучка на отдельные нанотрубки можно проводить на различных подложках, что особенно удобно для создания на основе углеродных нанотрубок готовых устройств.

О том, насколько широки перспективы использования нанотрубок, можно судить хотя бы из некоторых сообщений о создании на их основе синтетического аналога гемоглобина («Носители кислорода»), нового метода получения спирта («Наносамогонный аппарат») или, скажем, ткани, прочной как сталь, и проводящей ток не хуже алюминия («Прочный проводник»).

«Нанометр»