Статья авторов, посвящённая данному исследованию, опубликована в Journal of the American Chemical Society, её также можно скачать здесь (PDF-файл, 652 килобайта).

Для начала микроскопические объекты делят на две порции и создают на их основе два раствора: в одном к ним присоединяются положительно заряженные молекулы (результат: MWNT-NH2), в другом – отрицательно заряженные (MWNT-COOH).

Затем исследователи поочередно окунают подложки (один из вариантов: кремниевые) в соответствующие растворы. Разница зарядов приводит к образованию ровных тонких плёнок, в которых многослойные углеродные нанотрубки держатся друг за друга без каких-либо клеящих веществ. Благодаря наличию зарядов решается и другая распространённая проблема: трубки не слипаются в комочки, так как одинаково заряженные объекты отталкиваются друг от друга.

Толщина полученных плёнок зависела от pH растворов, в которые опускалась подложка.

Сверху показана зависимость толщины полученных плёнок от pH растворов (зафиксирован показатель раствора положительно заряженных молекул). Видно, что по мере увеличения pH второго раствора толщина снижается. Снизу – цифровая фотография полученных образцов. Здесь n – количество двойных слоёв в плёнке (MWNT-NH2/MWNT-COOH)n (фото Journal of the American Chemical Society).

Полученные плёнки снимались с подложки и отправлялись в печь. В атмосфере водорода при 300 °С все оставшиеся функциональные группы удалялись с поверхности, оставались лишь чистые углеродные нанотрубки без каких-либо добавок.

Поры составляли порядка 35-43% объёма плёнки (в будущем при создании аккумуляторов их заполнят литием или жидким электролитом).

После отжига учёные наблюдали падение сопротивления на 82% и небольшое уменьшение толщины плёнок (в среднем на 10%). Отметим, что проводимость полученных образцов была всё же выше, чем у ультратонких проводящих плёнок на основе вертикально расположенных однослойных углеродных нанотрубок, однако тот же показатель был ниже, чем у электродов на основе композитного материала (полимер из всё тех же SWNT).

Что же касается ёмкости (среднее значение 159±10 Ф/г), то здесь новым плёнкам почти нет равных, отмечает Ян Шао-Хорн. А это значит, что устройства на основе созданных в её лаборатории объектов сохранят свою работоспособность дольше, будут заряжаться быстрее и обладать большей по сравнению с аналогами выходной мощностью.