Nový způsob, jak syntetizovat grafenové nanopásky z předem navržených molekulárních stavebních bloků, vyvinuli vědci z Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) a University of California v Berkeley. Tyto nanopásky mají vlastnosti, které by se mohly uplatnit například v nové generaci elektronických obvodů. „Tato práce představuje významný pokrok ve snaze o řízené sestavování molekul do jakéhokoliv tvaru,“ řekl Mike Crommie, vedoucí vědecký pracovník v Berkeley Lab a profesor na univerzitě v Berkeley. Dále upřesnil: „Poprvé jsme vytvořili molekulární nanopásek, jehož šířka se mění přesně tak, jak požadujeme.“ Nanopásky v minulosti a dne s Dříve vědci vytvářeli nanopásky, které měly pouze konstantní šířku. „To je užitečné v případě obyčejného drátu nebo jednoduchého spínače, ale neposkytuje to mnoho funkcí. Chtěli jsme proto zjistit, zda bychom mohli změnit šířku jednoho nanopásku řízenou úpravou jeho struktury na atomární úrovni a zda by tak bylo možné dát mu nové vlastnosti,“ uvedl Mike Crommie. Felix Fischer, profesor chemie na univerzitě v Berkeley, za tímto účelem navrhl speciální molekulární komponenty o různých velikostech. „Považujme tyto molekuly za různě velké dílky Lega,“ řekl Felix Fischer. Každý takovýto dílek má podle něj přesně definovanou strukturu, a když se poskládají dohromady, vytvoří zcela konkrétní tvar celého nanopásku. „Chceme zjistit, zda dokážeme pochopit exotické vlastnosti, které se objevují, když tyto molekulární struktury sestavujeme, a zda je můžeme využít ke konstrukci nových zařízení,“ popsal záměr práce Felix Fischer. Až dosud syntéza nanopásků probíhala většinou spojováním „větších plátků“ grafenu. Podle Felixe Fischera je však při tomto postupu problémem to, že není přesný a každý výsledný nanopásek má poněkud náhodnou strukturu. Další technikou, která se v minulosti testovala, bylo rozbalování nanotrubiček. Při tomto postupu sice vzniknou hladší okraje než při „slepování“ grafenových plátků, ale lze jej jen obtížně kontrolovat, protože nanotrubičky mají různé průměry a chirality. Třetí způsob výroby nanopásků objevil Roman Fasel ze Švýcarských federálních laboratoří pro materiálové vědy a technologie. Při tomto postupu se molekuly umísťují na povrch kovu a chemicky se spojují tak, že vytvářejí dokonale uniformní nanopásky. Mike Crommie a Felix Fischer tento postup upravili a ukázali, že v případě, že jsou tvary stavebních molekul různé, variabilita se projevuje i ve tvaru výsledného nanopásku. „Na tom, co jsme udělali, je nové to, že je možné vytvořit na atom přesné nanopásky, které mohou mít různé tvary díky změně tvarů molekulárních stavebních bloků,“ zdůraznil Mike Crommie. Výkonn ějš í počítačové čipy Hlavní otázkou nyní je, jak z těchto drobných molekulárních struktur vyrobit zařízení, která by byla k praktickému užitku. Odborníci sice ukázali, jak vyrobit nanopásky o různých šířích, nedokázali je však zatím zapracovat do skutečných elektronických obvodů. Mike Crommie a Felix Fischer věří, že tento typ nanopásků umožní výrobu zařízení, jako jsou diody, tranzistory či LED, která budou menší a výkonnější než ta současná. Komplexní obvody, do nichž budou tyto pásky zapracovány, poskytnou výrazně vyšší výkon než dnešní počítačové čipy. Potřebné prostorové přesnosti již bylo dosaženo: šířku nanopásků lze regulovat v rozsahu 1,4 až 0,7 nm a je možné vytvářet spoje, v nichž úzké nanopásky přecházejí zcela plynule do širších. „Změna šířky o faktor dva nám umožňuje modulovat valenční pás o více než 1 eV,“ řekl Felix Fischer. Pro mnoho praktických aplikací by měly být tyto předpoklady dostačující. I když jsou tyto možnosti budoucích využití vzrušující, Mike Crommie poukazuje na to, že hlavní motivací výzkumu je snaha odpovědět na základní vědecké otázky, například jak se nanopásky s nerovnoměrnou šířkou vlastně chovají.
