В 1992-1993 годах группой профессора Р. Тенне (Израиль) были получены нанотрубки и фуллереноподобные наночастицы дисульфидов молибдена и вольфрама. Такие наноматериалы оказались очень интересными с точки зрения их применений в электронике, ионике, катализе, в качестве твердых смазок, суперамортизаторов и т.д.
Исследователи из Словении сообщили о том, что им удалось синтезировать новые наноструктуры на основе MoS2, а именно, наностручки, в которых сферические фуллереноподобные частицы заключены в нанотрубки. Трубки MoS2 выполняют две функции – нанореакторов и наноконтейнеров. Тонкие стенки стручков могут быть легко разрушены при помощи ультразвука, и тогда «горошины» высвобождаются.
В качестве прекурсора для получения стручков были использованы нанопровода Mo6S2I8, которые были синтезированы из элементов при температуре 1320 °С. Длина проводов составила несколько миллиметров, а толщина от нескольких десятков до нескольких сотен нанометров.
Нанопровода Mo6S2I8 были сульфидированы в атмосфере аргона, содержащей 1 % H2S и 1 % H2. При этом образовался материал, содержащий MoS2 со следовыми количествами MoO3-x.
Просвечивающая электронная микроскопия выявила, что в образец состоит из фуллереноподобных частиц MoS2, инкапсулированных в нанотрубки MoS2. Стенки стручков очень тонкие – 13 ± 5 нм, тогда как диаметр некоторых горошин может достигать нескольких сотен нанометров. Фуллерены в форме сфер или многогранников часто имеют общие слои между собой или стенками трубок, т.е. образуют сильно связанные агрегаты.
Был предложен следующий механизм образования таких структур. Сначала из верхних слоев проводов Mo6S2I8 формируются трубки MoS2. Потом вследствие удаления йода внутри появляется много пустого места, и создаются особые условия для дальнейшего протекания реакции. Далее на дефектах внутренней поверхности стенок образуются фуллереноподобные частицы. Авторы отмечают, что процедура синтеза довольно проста и может быть использована для производства стручков в больших количествах. Также возможно получение стручков других халькогенидов переходных металлов.
Исследователи уделяют особое внимание возможности высвобождения наночастиц при разрушении стручка ультразвуком. По их словам, хранение наночастиц в стручке препятствует агломерации и защищает их от контакта с атмосферой, т.е. стручок является надежным наноконтейнером. Авторы даже предложили особое название для подобных материалов – мамотрубки (mama-tubes).
Работа «Inorganic Nanotubes as Nanoreactors: The First MoS2 Nanopods» (DOI: 10.1002/adma.200701784) была опубликована в журнале Advanced Materials.
