Forskere løser et problem, der har holdt en teknologisk revolution tilbage

Forestil dig en elektronisk avis, som du kan rulle op og spilde din kaffe på, selvom det opdaterede sig selv foran dine øjne.

Det er et eksempel på den teknologiske revolution, der har ventet på at ske, bortset fra et stort problem, indtil nu, videnskabsmænd har ikke været i stand til at løse.

Forskere ved McMaster University har fjernet denne hindring ved at udvikle en ny måde at rense kulstofnanorør på - jo mindre, nimblere halvledere, der forventes at erstatte silicium inden for computerchips og en bred vifte af elektronik.

"Når vi har en pålidelig kilde til rene nanorør, der ikke er særlig dyre, meget kan ske meget hurtigt, " siger Alex Adronov, en professor i kemi ved McMaster, hvis forskerhold har udviklet en ny og potentielt omkostningseffektiv måde at rense kulstofnanorør på.

Kulstofnanorør - hårlignende strukturer, der er en milliardtedel meter i diameter, men tusindvis af gange længere - er små, fleksible ledende nanoskala materialer, forventes at revolutionere computere og elektronik ved at erstatte meget større silicium-baserede chips.

Et stort problem, der står i vejen for den nye teknologi, imidlertid, har løst metalliske og halvledende kulstof nanorør, da begge skabes samtidigt i processen med at producere de mikroskopiske strukturer, hvilket typisk involverer opvarmning af kulstofbaserede gasser til et punkt, hvor blandede klynger af nanorør spontant dannes som sort sod.

Kun rene halvledende eller metalliske carbon nanorør er effektive i enhedsapplikationer, men effektivt at isolere dem har vist sig at være et udfordrende problem at overvinde. Selv når nanorørets sod er malet ned, halvledende og metalliske nanorør er knyttet sammen inden for hvert pulverkorn. Begge komponenter er værdifulde, men kun når de er adskilt.

Forskere over hele verden har brugt år på at finde effektive og effektive måder at isolere kulstofnanorør og frigøre deres værdi.

Mens tidligere forskere havde skabt polymerer, der kunne tillade halvledende kulstofnanorør at blive opløst og vasket væk, efterlader metalliske nanorør, der var ingen sådan proces til at gøre det modsatte:at sprede de metalliske nanorør og efterlade de halvledende strukturer.

Nu, Adronovs forskergruppe har formået at vende de elektroniske egenskaber af en polymer, der er kendt for at sprede halvledende nanorør – samtidig med at resten af ​​polymerens struktur er intakt. Ved at gøre det, de har vendt processen, efterlader de halvledende nanorør bagved, mens det gør det muligt at sprede de metalliske nanorør.

Forskerne arbejdede tæt sammen med eksperter og udstyr fra McMaster's Faculty of Engineering og Canada Center for Electron Microscopy, placeret på universitetets campus.

"Der er ikke mange steder i verden, hvor man kan til denne type tværfagligt arbejde, " siger Adronov.

Det næste skridt, han forklarer, er for hans team eller andre forskere at udnytte opdagelsen ved at finde en måde at udvikle endnu mere effektive polymerer og opskalere processen til kommerciel produktion.

Forskningen er beskrevet i forsiden af Chemistry - A European Journal .