南方联邦大学的物理学家提出了一种寻找适合单壁碳纳米管分类的有机分子和聚合物的原始方法。
碳纳米管（CNTs）是一种合成材料，具有独特的强度、电学和热学性质，应用范围广泛。自从遥远的 1950 年代发表第一项研究以来，碳纳米管就引起了科学家们的注意，但纳米管的真正繁荣发生在 1991 年饭岛纯男的工作之后，他研究了多壁碳纳米管的原子结构，证明了最简单的单壁纳米管是由碳原子的六边形蜂窝组成的无缺陷的石墨烯薄片卷曲连接而成。
然而，可能有数百个这样的各种管状结构，即使它们的直径被限制在几纳米。这种多样性的产生是因为纳米管中的相邻蜂窝形成螺旋，并且这些螺旋相对于纳米管轴的螺距和纳米管的直径都可以有很大的变化。
无论它们的结构如何，碳纳米管都是刚性和坚固的，它们的束具有非常大的单位体积表面积。因此，这种碳纳米材料既可用于增强各种物体，也可用于电池和其他装置，其中重要的是具有大的内表面积以沉积金属离子。
但是碳纳米管的结构完全决定了它的电子以及其他一些物理化学性质。这就是为什么在微电子、太阳能和医学等领域，需要具有特定结构的单壁纳米管。例如，金属纳米管适合作为纳米导体，半导体纳米管适合作为纳米晶体管和各种纳米传感器。
采用传统的合成方法，可以同时形成多种不同直径和壁结构的纳米管。一次合成具有所需性能的碳纳米管既困难又耗时。同时，获得具有不同结构的纳米管的混合物要容易得多。现在可以从许多制造商那里购买这种混合物。因此，科学家们正在积极开发用于分类具有所需（针对特定应用）结构以及相应物理特性的纳米管的技术。
在俄罗斯基础研究基金会、南方联邦大学物理学院成员、理论与计算物理系助理 Daria Roshal 和首席研究员 Olga Konevtsova 的指导下，从事一项由俄罗斯基础研究基金会资助的科学项目物理和数学科学博士、纳米技术系教授 Sergey Roshal 提出了一个理论，阐明了由那些自组织成规则涂层的有机分子对单壁碳纳米管 (SWCNT) 进行分类所产生的物理和化学规律。纳米管和石墨烯。
所提出的理论使用了莫尔图案的概念，当两层半透明窗帘相互叠加时，我们甚至可以在家中看到。在现代物理学中，莫尔图案用于解释多层结构的物理特性。然而，正如 SFedU 研究人员所表明的那样，这种方法对于寻找适合分选碳纳米管的有机分子很有用。
物理和数学科学博士，纳米技术系教授 Sergey Roshal
“利用一些有机分子可以在平面石墨烯和纳米管上形成涂层的实验事实，我们首次将成功分类的条件减少到分析双壁纳米管层之间出现的莫尔图案。所提出的理论中的外层是虚拟的，其结构取决于所考虑的分子在平面石墨烯上形成规则涂层这一事实，”Sergey Roshal 说。
据科学家称，在这些管中，内层对应于被分类的 SWCNT 的表面。外层虚拟层是一个蜂窝状的格子，卷成一个管子，在其表面上可以投射出平面外壳的分子排列特征。
“我们还应用我们的方法来解释聚合物对 SWCNT 分类的结果。假设聚合物核心如何位于平坦的石墨烯层上，我们解释了通过聚合物分子链分选 SWCNT 的实验结果。请注意，我们的方法还可以预测其他适合有效分选 CNT 的有机分子，”提出该方法主要思想的 Olga Konevtsova 说。这篇文章发表在 Nano Futures 杂志上。
