Hi-Tech

Схема эксперимента. Иллюстрация авторов исследования

Международная группа исследователей выяснила, что в случае попадания на серебряную поверхность фуллерены (одна из аллотропных форм углерода) способны "зарываться" в нее. Статья исследователей появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится на сайте Американского физического общества.

Фуллерены, открытые в 1985 году, представляют собой молекулы, составленные из некоторого количества атомов углерода, составляющих выпуклые замкнутые многогранники. В рамках работы ученых интересовал C₆₀ (так называемый бакминстерфуллерен). Молекула этого вещества напоминает футбольный мяч (в математике подобная фигура называется усеченным икосаэдром): у данного многогранника имеется 20 шестиугольных граней и 12 пятиугольных.

В рамках опыта ученые осаждали фуллерены на серебряную пластину. Полученная конструкция изучалась при помощи дифракции медленных электронов (ДМЭ). В рамках этого метода поверхность облучается пучками электронов со средней энергией 50-200 электронвольт и с длинной волны около одного ангстрема. Из-за небольшой энергии пучки не проникают глубоко в поверхность образца, поэтому дифракционная картина, которую анализируют ученые, несет информацию в основном о поверхностных слоях изучаемого материала.

В результате физики смогли установить, что фуллерены "зарываются" в серебряную поверхность, "сдвигая" отдельные атомы верхнего слоя металла. Ничего подобного в регионах, где фуллерены отсутствовали, не наблюдалось. По словам физиков, это означает, что обнаруженный эффект определяется присутствием углеродных футбольных мячей, а не свойствами самого серебряного слоя.

По словам физиков, данный эффект является для них полной неожиданностью. Дело в том, что они предполагали, что связи, формируемые между атомами углерода и серебра во время прикрепления фуллеренов к поверхности пластины, заметно слабее связей между атомами серебра. Новые результаты показывают, что это не так.

Совсем недавно ученым удалось получить новые результаты, касающиеся иной аллотропной модификации углерода. Речь идет об углеродных нанотрубках. Используя просвечивающую электронную микроскопию, ученые смогли установить, что углеродные нанотрубки во время роста поворачиваются. При этом повороты происходят дискретными шагами - за один раз примерно на 15 градусов. Скорость вращения нанотрубки может достигать 16 оборотов в минуту.