南方聯邦大學的物理學家提出了一種尋找適合單壁碳納米管分類的有機分子和聚合物的原始方法。
碳納米管（CNTs）是一種合成材料，具有獨特的強度、電學和熱學性質，應用範圍廣泛。自從遙遠的 1950 年代發表第一項研究以來，碳納米管就引起了科學家們的注意，但納米管的真正繁榮發生在 1991 年飯島純男的工作之後，他研究了多壁碳納米管的原子結構，證明了最簡單的單壁納米管是由碳原子的六邊形蜂窩組成的無缺陷的石墨烯薄片捲曲連接而成。
然而，可能有數百個這樣的各種管狀結構，即使它們的直徑被限制在幾納米。這種多樣性的產生是因為納米管中的相鄰蜂窩形成螺旋，並且這些螺旋相對於納米管軸的螺距和納米管的直徑都可以有很大的變化。
無論它們的結構如何，碳納米管都是剛性和堅固的，它們的束具有非常大的單位體積表面積。因此，這種碳納米材料既可用於增強各種物體，也可用於電池和其他裝置，其中重要的是具有大的內表面積以沉積金屬離子。
但是碳納米管的結構完全決定了它的電子以及其他一些物理化學性質。這就是為什麼在微電子、太陽能和醫學等領域，需要具有特定結構的單壁納米管。例如，金屬納米管適合作為納米導體，半導體納米管適合作為納米晶體管和各種納米感測器。
採用傳統的合成方法，可以同時形成多種不同直徑和壁結構的納米管。一次合成具有所需性能的碳納米管既困難又耗時。同時，獲得具有不同結構的納米管的混合物要容易得多。現在可以從許多製造商那裡購買這種混合物。因此，科學家們正在積極開發用於分類具有所需（針對特定應用）結構以及相應物理特性的納米管的技術。
在俄羅斯基礎研究基金會、南方聯邦大學物理學院成員、理論與計算物理系助理 Daria Roshal 和首席研究員 Olga Konevtsova 的指導下，從事一項由俄羅斯基礎研究基金會資助的科學項目物理和數學科學博士、納米技術系教授 Sergey Roshal 提出了一個理論，闡明了由那些自組織成規則塗層的有機分子對單壁碳納米管 (SWCNT) 進行分類所產生的物理和化學規律。納米管和石墨烯。
所提出的理論使用了莫爾圖案的概念，當兩層半透明窗帘相互疊加時，我們甚至可以在家中看到。在現代物理學中，莫爾圖案用於解釋多層結構的物理特性。然而，正如 SFedU 研究人員所表明的那樣，這種方法對於尋找適合分選碳納米管的有機分子很有用。
物理和數學科學博士，納米技術系教授 Sergey Roshal
「利用一些有機分子可以在平面石墨烯和納米管上形成塗層的實驗事實，我們首次將成功分類的條件減少到分析雙壁納米管層之間出現的莫爾圖案。所提出的理論中的外層是虛擬的，其結構取決於所考慮的分子在平面石墨烯上形成規則塗層這一事實，」Sergey Roshal 說。
據科學家稱，在這些管中，內層對應於被分類的 SWCNT 的表面。外層虛擬層是一個蜂窩狀的格子，捲成一個管子，在其表面上可以投射出平面外殼的分子排列特徵。
「我們還應用我們的方法來解釋聚合物對 SWCNT 分類的結果。假設聚合物核心如何位於平坦的石墨烯層上，我們解釋了通過聚合物分子鏈分選 SWCNT 的實驗結果。請注意，我們的方法還可以預測其他適合有效分選 CNT 的有機分子，」提出該方法主要思想的 Olga Konevtsova 說。這篇文章發表在 Nano Futures 雜誌上。
