С момента открытия углеродных нанотрубок в начале 1990-х эти нанообъекты находятся в фокусе пристального внимания исследователей. Помимо углерода нанотрубки можно получить и на основе других материалов. Нанотрубки могут применяться во многих областях, включая создание микроэлектронных схем, сенсоров, световодов и светоизлучающих устройств для мониторов.

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2009, doi: 10.1002/anie.200900546

Сульфиды металлов с ламинарной структурой, способные образовывать неорганические нанотрубки не представляют собой новое в техническом отношении решение. Такие объекты уже используются в медицине для создания ультрапрочных и при этом эластичных волокон, для хранения водорода, создания аккумуляторов, а также в катализе. Главная проблема получения сульфидных нанотрубок заключается в том, что для превращения плоских «листочков» в трубку требуются высокие температуры, получающиеся нанотрубки также необходимо быстро улавливать, чтобы предотвратить процесс их агломерации. Для сульфида олова такие подходы оказываются практически невозможными, так как SnS₂ разлагается при низких температурах.

Исследователи из Майнца решили применить для получения оловосульфидных нанотрубок другой процесс: первоначально они использовали методику пары-жидкость-твердое [vapor–liquid–solid (VLS)], метод, обычно применяющийся для получения полупроводниковых нанопроводов. Для этого порошкообразный висмут смешивали с нанохлопьями сульфида олова и нагревали в трубчатой печи в потоке аргона. Продукт реакции осаждали на более холодном конце трубки.

В печи образовывались нанокапли висмута, эти капли играли роль зон локального контакта с оловом. Таким образом, участники реакции концентрировались внутри капли металла, которая затем служила центром кристаллизации для роста нанотрубки, которая росла из металлической сферы как волос из волосяной луковицы. Катализ с помощью металлической капли позволял «растить» нанотрубки и при низких температурах.

Источники:

1.  Angew. Chem. Int. Ed., 2009, doi: 10.1002/anie.200900546

2. ChemPort