A világ legkisebb koaxkábelén dolgoznak magyar kutatók

A Magyar Tudományos Akadémia Wigner Fizikai Kutatóközpontjában tesztelik azt az angol fejlesztésű nanoméretű szigetelt kábelt, amelyben optikai spektroszkópiával nyomon követhetőek a kémiai folyamatok, írja a Wigner friss közleménye. A speciális koaxiális nanoszerkezetet úgy hozták létre, hogy bórnitrid nanocsövek belsejében szén nanocsöveket növesztettek a kutatók.

Az eddig sikeresen növesztett “koaxkábelek” hossza még csak néhány tíz nanométernyi, azonban a kutatók bíznak abban, hogy hamarosan növelni tudják majd a kombinált csövek hosszát, mivel bór-nitridből és szénből külön-külön is tudnak több centiméter hosszú nanokábeleket “gyártani”. Az erről a munkáról szóló publikáció a Small Methods folyóirat szeptemberi számában jelent meg, ahol kiemelt formában, címlapon is szerepelt.

A szén nanocsöveket nanoelektronikai eszközökbe építve lehetne leginkább hasznosítani, ebben lehet fontos lépés az angol-magyar együttműködésben született munka. A világ legkisebb koaxkábele tehát egy külső, bór-nitrid szigetelő rétegből és egy belső vezető rétegből (szén) áll, azaz nem más, mint egy nanoárnyékolt kábel, amely nanotechnológiás koaxiális kábelek alapja lehet a jövőben.

Az ötlet onnan jött, hogy a bór-nitrid nanocsöveket eddig is használták a kutatók nanokémcsőnek és nanokontérnek is, szilárdsága és erőssége miatt. Az angliai Nottinghami Egyetemen néhány kutató kipróbálta, hogy növeszthető-e benne esetleg szén nanocső is. Andrei N. Khlobystov kutatócsoportja tiszta szénből álló molekulákat, egészen pontosan C60 fulleréneket töltött a bór-nitrid nanocsövekbe, majd felhevítette azokat, és így létrejöttek a szén nanocsövek a bór-nitrid nanocsövek belsejében.

Az angol kutatók Magyarországra, az MTA Wigner Fizikai Kutatóköpont Szilárdtestfizikai és Optikai Intézetébe küldték a létrehozott nanocsöveket. Kamarás Katalin kutatócsoportja a bórnitrid-csőbe zárt fullerénmolekulák fázisátalakulásait és a belső nanocső kialakulását speciális spektroszkópiai módszerekkel figyelte meg és követte nyomon.

A magyar kutatók egy nem várt, speciális effektust is megfigyeltek: bór-nitridbe zárt fullerénmolekulákat sokkal gyengébb kölcsönhatás köti a bór-nitrid cső belsejébe, mint általában a szén nanocsövekbe, így a molekulák könnyebben eltávolíthatóak a bór-nitrid nanocsövekből. Olyan alkalmazásokhoz, ahol a nanocsöveket molekulák szállítására kívánják használni (pl. gyógyszertranszport az emberi szervezetben) ez kulcsfontosságú tulajdonság lehet a későbbiekben. A bór-nitrid nanocső további előnyös tulajdonsága, hogy átlátszó, így a benne lejátszódó kémiai reakciók optikai spektroszkópiával is nyomon követhetők, hiszen a kutatók által használt fény így "belelát" a nanocsövek belsejébe is.

A csillebérci megfigyelésekkel párhuzamosan Angliában is végeztek vizsgálatokat: közvetlen szerkezetvizsgálati módszerrel, transzmissziós elektron-mikroszkópiával figyelték meg a notthinghami kutatók az átalakulásokat a molekulák szintjén. A két csoport közös munkájának eredménye az új anyagokhoz vezető út felderítése a szerkezettől az elektromos tulajdonságokig, mely nem csupán alapkutatási szempontokból fontos, de további alkalmazott nanotechnológiai eszközök kifejlesztéséhez is vezetni fog reményeik szerint.