Představte si elektronické noviny, které si přečtete, srolujete, a než se aktualizují ďábelsky rychlou bezdrátovou komunikací, tak si zatím třeba dáte kafe. Není to žádná utopie, takové věci jsou podle všeho na dosah právě teď probíhající nanotechnologický revoluce. Stačí jenom vyřešit pár technologických obtíží a bude hotovo. Jedním z takových problémů, které doposud brzdí nanotechnologickou revoluci v rozletu, je čištění uhlíkových nanotrubiček během jejich výroby.

Možná to zní jako nějaká prkotina, ale uhlíkové nanotrubičky jsou pro vývoj pokročilé elektroniky naprosto zásadní. Pokud vše půjde dobře – a nejnovější vývoj ukazuje, že to všechno jde dobře – tak by tranzistory z uhlíkových nanotrubiček měly nahradit tranzistory křemíkové. Jestli k tomu dojde, tak půjde o zásadní evoluční skok, který povznese elektroniku na novou úroveň, o úsporách energie a peněz ani nemluvě.

A jak se zdá, nanotechnologickou revoluci teď úspěšně odbrzdil chemik Alex Adronov z McMasterovy univerzity v kanadském Hamiltonu. Se svým týmem totiž vyvinul nový a podle všeho slibný postup čištění vyrobených uhlíkových nanotrubiček. Jak říká Adronov, jakmile máte k dispozici spolehlivý zdroj čistých uhlíkových nanotrubiček, tak to všechno může svištět jak po másle.
Uhlíkové nanotrubičky mají stěny z jedné nebo případně několika vrstev atomů uhlíku, mívají průměr 1 až 100 nanometrů a měří až cca 100 mikrometrů. Mají unikátní mechanické, termální i elektrické vlastnosti, které je předurčují pro široké použití v nanotechnologiích, elektronice, optice a mnoha dalších odvětvích. Jedním slovem – revoluční.

Zásadní překážkou v rozmanitém využití uhlíkových nanotrubiček je, že při jejich výrobě vzniká směs uhlíkových nanotrubiček, které fungují jako kovové, s těmi, co fungují jako polovodiče. Výroba uhlíkových nanotrubiček typicky zahrnuje zahřívání plynů obsahujících uhlík, až do bodu, kdy v reakci spontánně vznikají uhlíkové nanotrubičky jako forma sazí. Problém je v tom, že vznikají oba dva zmíněné typy nanotrubiček zároveň, důkladně zamíchané do sebe.

Aplikace, které by využívaly uhlíkové nanotrubičky, přitom ale obvykle potřebují jenom jeden typ nanotrubiček – buď kovové anebo polovodičové. A vyčistit vyrobené nanotrubičky za přijatelných podmínek pro komerční využití, to je vpravdě herkulovský úkol. Vědci to zatím dělali tak, že vytvořili polymery, v nichž se mohou rozpustit a poté vypláchnout polovodičové uhlíkové nanotrubičky. Opačně to doposud nešlo.

Adronův tým teď dokázal změnit elektronické vlastnosti polymeru používaného k čištění uhlíkových nanotrubiček tak, že se v něm mohou rozpustit kovové uhlíkové nanotrubičky. Zásadní pro jejich výzkum prý byla spolupráce s Centrem pro elektronovou mikroskopii McMasterovy univerzity. Dalším krokem by teď podle Adronova měl být vývoj ještě účinnějších polymerů pro čištění vyrobených uhlíkových nanotrubiček a přizpůsobení celého procesu komerční produkci uhlíkových nanotrubiček. Nanotechnologická revoluce klepe na dveře.

Video: Carbon nanotubes scaling up to surpass single-story silicon – NSF


Literatura
McMaster University 16. 8. 2016, Chemistry: A European Journal online 16. 8. 2016, Wikipedia (Carbon nanotube)