«Мы начали с ряда экспериментальных наблюдений, которые показали, что очень похожие нанотрубки показывают различные фрикционные свойства с интенсивностью, располагающейся до двух порядков величины», говорит Роберто Герра, исследователь в CNR-IOM и Международной Школе для Специальных исследований (SISSA) в Триесте, первом авторе исследования. «Это принудило нас выдвигать гипотезу, что хиральность материалов может играть роль в этом явлении». Исследование, вовлекающее также Андреа Ваносси (CNR-IOM) и Эрио Тозатти (SISSA), проводилось в сотрудничестве с Университетом Тель-Авива.
Для материалов, таких как используемые в исследовании, хиральность связана с трехмерным расположением утка, которые формируют нанотрубку. «Если мы обертываем лист выровненной бумаги вокруг себя, чтобы сформировать трубу, угол, который линии формируют с осью трубы, определяет свою хиральность», говорит Герра. «В нашей работе мы восстановили поведение nanototubes с двойными стенами, который может быть предположен как две трубы немного отличающихся диаметров, одна внутренняя часть другой. Мы заметили, что различие в хиральности между камерой и внешней трубой имеет замечательный эффект на трехмерную форму нанотрубок».Многоугольная труба«Если мы продолжаем бумажную метафору, различие в ориентации между решеткой на камере и внешней трубой определяют, до какой степени, и, каким образом, плоские регионы (лица) вдоль трубы сформируются», говорит Герра.
Чтобы лучше понять, что предназначается «лицами», вообразите поперечное сечение трубы, которая является многоугольной, а не совершенно круглой. «Чем меньший различие в хиральности, тем более ясный и более очевидный лица», завершает Герра. Если, однако, различие в хиральности становится слишком большим, лица исчезают, и нанотрубки берут классическую цилиндрическую форму.Лица появляются спонтанно в зависимости от особенностей материала.
Углеродные нанотрубки с двойными стенами имеют тенденцию формироваться с большим различием во внутренней и внешней хиральности по сравнению с нитридом бора. Поэтому первый обычно поддерживает цилиндрическую форму, которая допускает меньше трения.
В дальнейших исследованиях Герра и коллеги намереваются работать непосредственно над измерением уровня разногласий между нанотрубками.