Ensimmäiset havainnot hiilinanoputkista on 1940-luvun lopulta, jolloin venäläiset tutkijat ottivat mikroskooppikuvia hiilirakenteista, joita syntyi hiilimonoksidin reagoidessa raudan kanssa noin 700 asteen lämpötilassa. Tuolloin ei kuitenkaan vielä puhuttu hiilinanoputkista: varhaisissa kuvissa oli havaittavissa ainoastaan putkimainen rakenne.
Tarkempaa valaistusta asiaan toi japanilainen professori Morinobu Endo, joka tutki hiilinanoputkien muodostusta 1970- luvulla niin ikään metallien pinnoilla hiilivetyjen reaktioiden seurauksena.
Tutkimuksia ovat jatkaneet monet tasokkaat tutkimusryhmät ympäri maailmaa, muiden muassa japanilainen professori Sumio Iijima, joka ensimmäisenä selvitti hiilinanoputkien kiderakenteen elektronimikroskooppitutkimuksien perusteella. Iijiman löydön jälkeen alkoi nanoputkien tutkimuksen ja sovellusten kehittämisen nopea kasvu.
Hiilinanoputkiin haluttavat ominaisuudet riippuvat putken rakenteesta. Hiilen nanoputkia on hyvin erilaisia: yksi- ja moniseinäisiä, ohuita ja paksuja sekä eri tavoin kiertyneitä. Tyypillinen tapa tehdä moniseinäisiä putkia on kemiallinen kasvatustapa. Esko I. Kauppisen ryhmässä nanoputkia tuotetaan fysikaalis-kemiallisella menetelmällä.
”Sain idean hiilinanoputkien tuottamiseen vuonna 1995, kun kuulin Iijiman puheen nanoputkien tuotosta fysikaalisella kaaripurkausmenetelmällä kokouksessa Japanissa. Minulle tuli idea, että fysikaalinen ja kemiallinen tapa voidaan yhdistää, ja siitä se kaikki lähti”, Kauppinen kertoo.
”Mietin myös, mikä olisi materiaali, jolla on paljon ominaisuuksia ja jota on hyvin vaikea tuottaa. Ryhdyimme tuottamaan katalyyttinanohiukkasia suoraan kaasuun fysikaalisen metallihöyryn tiivistymisilmiön kautta. Kun myöhemmin tutkimme hiilinanoputkien kasvumekanismeja, opimme samalla, että voimme tuottaa myös hiilinanonuppuja”, Kauppinen toteaa.
”TKK:lla on menossa iso yhteistutkimushanke Nokia tutkimuskeskuksen (Nokia Research Center) kanssa. Tutkimustyössä on mukana myös CSC, jonka supertietokoneiden laskenta-aikaa käytetään hyväksi erilaisten nanorakenteiden laskentaan”, Kauppinen kertoo.
Anni Jakobsson
Lisätietoja:
