Forskere laver kulstof-nanorørmønstre kaldet moirés til materialeforskning

Materialets adfærd afhænger af faktorer, herunder sammensætningen af ​​materialet og arrangementet af dets molekylære dele. For første gang, forskere har fundet en måde at lokke kulstofnanorør til at skabe moiré-mønstre. Sådanne strukturer kunne være nyttige i materialeforskning, især inden for superledende materialer.

Professor Hiroyuki Isobe fra Institut for Kemi ved University of Tokyo, og hans team skaber nanoskopiske materialestrukturer, primært fra kulstof. Deres mål er at udforske nye måder at skabe kulstof nanostrukturer på og finde nyttige anvendelser til dem. Det seneste gennembrud fra deres laboratorium er en ny form for kulstof nanorør med et specifikt arrangement af atomer.

"Vi har med succes skabt forskellige slags atomtykke kulstof-nanorør, som selv samles til komplekse strukturer, " sagde Isobe. "Disse nanorør er lavet af sammenrullede plader af kulstofatomer arrangeret sekskantet. Vi lavede brede og smalle, som passede ind i dem. Dette betyder, at den resulterende komplekse rørstruktur har en dobbeltlagsvæg. De sekskantede mønstre af disse lag er forskudt, således at de to lag sammen skaber det, der er kendt som et moiré-mønster. Og det er vigtigt for materialeforskere."

Når mønstre gentages over hinanden, et nyt resulterende mønster dukker op. Hvis du derefter flytter et af lagene, eller hvis du bevæger dig i forhold til lagene, det resulterende mønster vil ændre sig lidt, for eksempel, hvis du ser på en skærmdør gennem et netgardin, eller hvis du holder to sigter sammen. Holdets moiré-mønstre opstår, når et sekskantet gitter af kulstofatomer roteres lidt i forhold til et andet lignende sekskantet gitter.

Disse mønstre er ikke kun til at se; de kan gennemsyre materialer med funktionelle egenskaber. To områder, der især kan drage fordel af de egenskaber, der er skabt her, er syntetisk kemi, da moiré-carbon-dobbeltlagsrørene kunne være udfordrende, men attraktive mål for molekylær selvsamling, og superledende materialer, hvilket kan føre til et generationsspring inden for elektriske apparater, der kræver langt mindre strøm for at køre og ville være langt mere egnede end nuværende apparater.