Автор: Александр Березин, Компьютерра–Онлайн
Источник: www.computerra.ru
На такой основе предполагается создание «умных окон» с управляемой прозрачностью, а в перспективе — и оптоэлектроники.
Углеродные нанотрубки со стенками одноатомной толщины в силу малых размеров давно рассматриваются как кандидаты для пополнения элементной базы микроэлектроники. Но у такого применения есть серьёзная проблема: как контролировать нанотрубки для переключения их между двумя основными состояниями, соответствующими «единице» и «нулю»? Вот у вас есть мысли?
Учёные под руководством Роберта Хэддона (Robert C. Haddon) из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) непреднамеренно нашли один такой способ. Елена Бекьярова, Михаил Иткис и Ван Фэйху (Feihu Wang) бились над управление прозрачностью углеродных нанотрубок приложением к ним электрического поля.
Успех был сомнительным: слишком мощное требовалось поле, а изменения в прозрачности были минимальными. «Но когда мы поместили на плёнку из углеродных нанотрубок тонкий слой ионной жидкости [расплавленные соли с малой температурой плавления], то обнаружили, что изменения в прозрачности плёнки усилились в 100 раз...» — рассказывает Михаил Иткис.
Как это происходит? Когда положительные и отрицательные ионы взаимодействуют с нанотрубками, способность последних накапливать и хранить электрический заряд многократно увеличивается. В итоге плёнка из таких нанотрубок резко меняет прозрачность, частично подобно тому, как стекло визуально темнеет при сильном солнечном свете.
Как уверены исследователи, контролируя таким образом прозрачность, можно попробовать создать электронику с куда более миниатюрной элементной базой. Другим перспективным приложением они считают «умные окна» — популярное в последнее время направление, нацеленное на создание стёкол, которые слабо пропускали бы солнечное излучение, когда снаружи жарко, и становились бы полностью прозрачными при похолодании. Поскольку прозрачность таких окон управляется настенным переключателем, в теории это позволяет повышать количество света, попадающего в комнату зимним днём, и снижать теплопотери с ИК-излучением зимней ночью. Летом, разумеется, регулировка прозрачности происходит по обратному сценарию.
Производство нанотрубок очень молодо и всё ещё весьма недёшево. Однако Елена Бекьярова уточняет: в плёнку, с которой исследователи приводили эксперименты, не нужно «упаковывать» слишком много нанотрубок. Поскольку они в тысячу раз тоньше человеческого волоска, небольшого количества хватает для покрытия огромной площади — а значит, даже при сегодняшних ценах «умные окна» на их базе по меньшей мере будут вполне экономически состоятельными.
Отчёт об исследовании доступен для ознакомления в журнале Nature Photonics, а также (бесплатно) здесь: http://chem.ucr.edu/documents/faculty_haddon/nphoton2013.pdf
Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Риверсайде.