Группе американских исследователей удалось найти способ выращивания углеродных нанотрубок на листе графена. Их открытие позволяет покрывать плотным лесом из вертикально ориентированных нанотрубок материалы, которые ранее не допускали подобную операцию. Подробное описание методики приводится на страницах Scientific Reports.
Ученые выяснили, что покрытие меди, платины и алмазов одинарным слоем графена позволяет вырастить на поверхности образующие плотную структуру углеродные нанотрубки. На электронных микрофотографиях такие наноструктуры напоминают щетку или мох. «Лес» из нанотрубок удалось вырастить как на свободно висящих листках графена, так и на графене поверх различных подложек. Чистые, лишенные графенового покрытия материалы при этом нанотрубками покрыть не удавалось. Ряд дополнительных опытов также показал, что одинарный и местами смятый графеновый слой более эффективен, чем многослойное покрытие.
Плотный «лес» нанотрубок не только меняет внешний вид металлических пластин с блестящего на угольно-черный, но и придает новые химические и физические свойства. В частности, нанотрубки существенно увеличивают способность поверхности отдавать тепло. В сочетании с алмазной подложкой (синтетические алмазы имеют теплопроводность в 5-10 раз выше меди) это может найти применение в производстве радиаторов для микросхем.
Другое возможное применение комбинации графена и нанотрубок ученые видят в химической промышленности. Покрытый «лесом» наноструктур платиновый катализатор сохраняет свою способность ускорять протекание нужных реакций, но при этом углеродные трубки препятствуют слипанию платиновых частиц друг с другом.
Впервые технология соединения графена с нанотрубками была опубликована в конце 2012 года, однако спектр материалов, на которые можно наносить одноатомный углерод, был крайне ограниченным.
Сравнительно недавно другим исследовательским группам также удалось превратить графен в полупроводник и использовать его в качестве основы для электродов в литиевых аккумуляторах. И то, и другое открытие тоже было результатом исследования не чистого графена, а сочетания этой плоской формы углерода с другими материалами.