„A fák nem nőnek az égig…” 

…viszont a Rice Egyetemen tevékenykedő James Tour csapatának hála úgy néz ki, hogy a már eddig is számos területet meghódító szén nanocsövek igen. Legalábbis ami a relatív méreteket illeti. A kutatócsoportnak ugyanis első ízben sikerült folytonos felületet kialakítania a roppant előnyös tulajdonságokkal rendelkező kétdimenziós grafénből, és az abból fák módjára kiemelkedő nanocsövekből. Tovább után rávilágítunk, hogy miért is érdekes ez. 

/A 3D printerek elhozta forradalomról beígért cikk még készül, hamarosan érkezik./ 

A nanocsövek kivételes vezetőképessége mára már közismert és számos módon alkalmazott tény. A tulajdonságban rejlő lehetőségek teljes kiaknázásának azonban némi gátat szabott idáig egy apró nehézség: nem lehetett kellőképpen hatékonyan kapcsolatot teremteni a nanocsövek kötege által formált „drót” és az oly gyakori fémelektródák között, mivel a két anyag határán egyfajta potenciálgát alakul ki, mely lényegében egy a kívántnál lényegesen nagyobb ellenállás formájában manifesztálódik. Ezzel tulajdonképpen amit nyerünk a vámon – nanocső -, azt elveszítjük a réven – érintkezés. 

A probléma leküzdéséhez a grafént hívták segítségül. A nanocsövekkel szemben ugyanis az egy atom vastagságú grafén réteget már elő tudják állítani közvetlenül egy rézelektróda felületén. A két réteg közt a fentebb említett jelenség nem lép fel, így a vezetőképesség nem szenved csorbát. Ezt azonban csak akkor lehet zökkenőmentesen továbbvinni a nanocsövekre, ha azok atomjai kovalens kötésekkel kapcsolódnak a grafén réteg építőköveihez, ezáltal a szabadon mozgó elektronok szemszögéből egyetlen felületet kialakítva. Úgy kell ezt elképzelni, mint a talajból kinövő fákat, melyek törzsei egy felületet képeznek a felszínnel. 

A szénatomok azonban csak meghatározott módon szeretnek kötéseket kialakítani, ezért nem lehet tetszőlegesen deformálni a hatszögekből álló kétdimenziós hálót abból kitüremkedéseket létrehozva. Elméleti számítások már korábban megjósolták 7 atomot számláló gyűrűk létezését is, melyek geometriai okoknál fogva a felületet „kiléptetik” a kiindulási síkból, és néhány ilyen gyűrű beépítésével már létrehozhatóak a „fatörzsek”. Az eredményt legegyszerűbb – mint a tudományos életben oly sokszor – egy ábrán bemutatni:

Fontos hangsúlyozni, hogy a néhány átmenetért felelős gyűrűt a geometria szükséges „torzulása” után már szabályos, hatszögekből álló háló követi a törzsben, és az ábrán ezen csöveknek csak a kezdete látszik. A valós arányok ugyanis egészen döbbenetesek: a csövecskék akár a 120 mikronos „magasságot” is elérhetik, így élhetnénk valamiféle mamutfenyős hasonlattal is, de az igazság az, hogy még az sem lenne elég szemléletes. Ha a nanocsöveket egy átlagos alapterületű toronyházhoz akarjuk hasonlítani, akkor a tető bizony valahol a világűrben lenne már. Ennek eredményeként elérhető, hogy egyetlen grammnyi anyagba 2000 négyzetméternyi (!!!) felületet zsúfoljunk, ami új dimenziókba helyezheti a kapacitív módon történő energiatárolást – ne feledjük, a kondenzátorban tárolt energia arányos annak felületével - és ezzel együtt új utakat nyithat számos áramköri elem kialakítását illetően.