Місце, де б’ється невтомний пульс комп’ютерної індустрії, недарма влучно прозвали «Кремнієвої долини». Починаючи з 1960-х років комп’ютерні чіпи роблять з кремнію. Але вчені з Університету Південної Каліфорнії, схоже, знайшли спосіб покласти край піввікового пануванню кремнію в електроніці, замінивши його … звичайнісіньким вугіллям. Поки одні створюють мініатюрні комп’ютери, інші шукають шляхи змінити сам підхід до виробництва цих незамінних помічників людини.

Насправді ідея використання вугільних нанотрубок в транзисторах не нова. Ще в далекому 1998 року Дельфтського університетом були створені перші транзистори з вугільних нанотрубок. Якби вдалося довести справу до кінця і створити чіпи з цього матеріалу, це дозволило б заощадити електроенергію, яку наша цивілізація і так непомірно поглинає, особливо в останні роки.

Так чому ж досі в комп’ютерних чіпах використовується неощадливий кремній !? Головна причина цієї «недоробки» в тому, що досі процес виробництва нанотрубок був непередбачуваний. Не виходило точно задати діаметр, тип і, особливо, хіральність. Останній показник впливає на електромеханічна властивості матеріалу.

Щоб внести деяку ясність, наведемо простий приклад. Поверніть лист офісного паперу трубочкою. У вийшла конструкції буде певна хіральність. Тепер поверніть його ж під кутом. Хіральність буде іншою. Ви скажете: «Так які проблеми! Треба просто правильно згортати ». Але, якщо згорнути аркуш паперу під потрібним кутом не становить ні найменшої проблеми, то найтонший наноматериал так просто не «згортається».

Рішення проблеми знайдено групою вчених під керівництвом професора Чонгве Жоу (Chongwu Zhou) з Університету Південної Каліфорнії спільно з групою Минга Женг (Ming Zheng) з Національного інституту стандартів і технологій в Меріленді. Нова технологія дозволяє створювати вугільні нанотрубки з передбачуваними діаметром і хиральностью.

Професор Жоу гордий знайденим рішенням і вважає його справжнім науковим проривом, про який його видатні попередники, які працювали в цьому напрямку, могли лише мріяти:

Можливість контролювати хіральність вугільних нанотрубок була мрією багатьох дослідників. Зараз ця мрія втілюється в реальність.

Зазвичай карбонові нанотрубки виробляли з використанням системи хімічного випарювання. Під впливом каталізатора з металевих наночастинок газ знаходив структуру нанотрубки. Прийнято було вважати, що діаметр нанотрубки залежить від розміру металевих наночастинок. Але спроби піти через контроль розміру наночастинок, що входять до складу каталізатора, не привели до очікуваного успіху.

Вчені з Університету Південної Каліфорнії вирішили відмовитися від роботи над каталізатором. Замість цього було вирішено сортувати вирощувані частинки карбонових нанотрубок за показником хиральности, використовуючи розроблену в університеті технологію. Ці частинки використовуються як основа для вирощування більш довгих трубок, які виробляються за технологією хімічного осадження з парової фази. Сама трубка в підсумку має таку ж хіральність (а, отже, такі ж електромеханічні властивості), як і основа-прототип.

Цей технологічний процес зараз називають процесом «клонування нанотрубок». Наступним кроком у дослідженнях стане ретельне вивчення механізму росту нанотрубок в описаній вище системі. Це дозволить надалі наростити обсяги виробництва до промислових масштабів.