지그재그 모양의 가장자리를 가진 그래핀 나노구조는 뛰어난 전자 및 자기 특성 덕분에 많은 기술적 가능성을 보여줍니다. 불행하게도 이러한 소위 그래핀 나노리본(GNR)의 반응성이 높은 가장자리는 공기에 노출되면 빠르게 분해되어 실제 적용이 제한됩니다. 스페인과 체코의 한 팀은 이제 그들을 보호하기 위한 두 가지 새로운 전략을 내놓았습니다. 이러한 전략은 기술적으로 중요한 다른 유형의 탄소 기반 나노구조로 확장될 수도 있습니다.
GNRS는 리본의 길이나 너비를 조정하고 가장자리의 구조를 수정하거나 비탄소 원자로 도핑함으로써 전자의 동작을 금속성에서 반도체성으로 조정할 수 있다는 점에서 특별합니다. 이러한 기술을 사용하면 재료를 자성으로 만들 수도 있습니다. GNR의 다양성은 양자 기술을 포함한 수많은 애플리케이션을 위한 유망한 빌딩 블록을 만듭니다.
문제는 GNR의 예외적인 특성이 가장자리를 따라 지그재그 모양의 세그먼트가 존재하는데 의존하며 이러한 세그먼트(안락의자 모양의 가장자리와 달리)는 공기 중에서 불안정하다는 것입니다. 이는 GNR이 진공 상태로 유지되어야 하므로 실제 애플리케이션에 사용하기가 어렵다는 것을 의미합니다.
sp3 공기 안정성을 증가시키는 구성
새로운 작업에서 XNUMX개의 연구 그룹 – 디마스 지 데 오테이자 의 El Entrego의 나노물질 및 나노기술 연구 센터(CINN), 스페인; 디에고 페냐 에 시쿠스, UNIVERSIDADE 데 산티아고 데 콤포 스텔라및 파벨 옐리네크 에 체코 과학 아카데미 물리학 연구소 – 지그재그 모양의 가장자리 밀도가 높은 그래핀 나노 리본의 좁은 스트립을 연구했습니다. 그들은 수소화되면 나노 구조의 탄소 원자가 sp로 재혼성화된다는 것을 발견했습니다.3 공기 중에서 안정성을 높이는 구성. 구조는 단순히 열을 가하면 원래 상태로 되돌릴 수 있습니다. 대안적으로 연구원들은 나노구조를 케톤 사이드 그룹으로 기능화함으로써 나노구조를 안정적으로 만들 수 있음을 발견했습니다. 이 산화된 형태의 물질은 다양한 다른 화학 물질에도 안정적이며 진공 조건에서 수소화 및 어닐링을 통해 원래 형태로 다시 전환될 수 있습니다. 두 경우 모두 보호된 GNR은 깨끗한 나노구조의 전자적 특성을 유지합니다.
Oteyza는 “우리의 보호 전략을 통해 이러한 분자를 분해하지 않고 불활성 진공 환경에서 꺼낼 수 있습니다. 물리 세계. "이러한 기술은 다른 GNR 및 탄소 기반 나노 구조뿐만 아니라 다른 기능 그룹에 외삽될 수 있으므로 이러한 지그재그 가장자리 탄소 재료를 확장 가능한 실제 응용 프로그램에 사용할 수 있습니다."
찌그러진 탄소 나노튜브는 매끄러운 나노리본을 만듭니다.
그러나 이것이 가능해지기 전에 Oteyza와 동료들은 극복해야 할 과제가 있음을 인정합니다. "하나는 '탈보호' 단계에 여전히 진공 조건이 필요합니다."라고 Peña는 설명합니다. "이것은 확장 가능한 응용 분야를 위해 관심 있는 분자를 적절한 장치 구조에 배치할 수 있지만 장치는 여전히 진공 상태에서 작동해야 함을 의미합니다."
따라서 분자의 화학적 성질에 영향을 미치지 않는 방식으로 전체 GNR 기반 장치의 구조를 보호하는 추가 단계가 필요합니다. "이것은 우리가 해결해야 할 주요 과제 중 하나입니다."라고 Jelinek은 말합니다.
이 연구는 자연 화학.
