قام العلماء بربط صفوف من ذرات المعدن في حزم من الألياف النانوية

04 مارس 2023 (أخبار Nanowerkنجح باحثون من جامعة طوكيو متروبوليتان في ربط ذرات معدن الإنديوم بين ألياف فردية في حزم من ألياف نانوية معدنية كالكوجينيد انتقالية. من خلال نقع الحزم في غاز الإنديوم ، تمكنت صفوف من الذرات من شق طريقها بين الألياف لإنشاء بنية نانوية فريدة من خلال الإقحام. من خلال عمليات المحاكاة وقياسات المقاومة ، تبين أن الحزم الفردية لها خصائص معدنية ، مما يمهد الطريق للتطبيق كأسلاك نانوية مرنة في الدوائر النانوية. تم الإبلاغ عن العمل في (أكس نانو, "إقحام الإنديوم في المرحلة البخارية في ألياف فان دير فالس النانوية لأسلاك W6Te6 الرقيقة ذريًا"). الشكل 1. (أ) هيكل بلوري ثلاثي الأبعاد TMC يتكون من ألياف نانوية TMC محاطة بصفوف ذرة مفردة لعنصر مقسم. (ب) عرض النهاية والجانب لألياف نانوية واحدة من TMC. الكالكوجينات ذهبية ، والمعادن الانتقالية خضراء ، والعنصر المقسم لونه أرجواني داكن. (الصورة: جامعة طوكيو متروبوليتان) الأسلاك الذرية كالكوجينيدات معدنية انتقالية (TMCs) عبارة عن هياكل نانوية تتكون من معدن انتقالي وعنصر مجموعة 16 مثل الكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم. إنهم قادرون على التجميع الذاتي في مجموعة واسعة من الهياكل ذات الأبعاد المختلفة ، مما يضعهم في قلب ثورة في المواد النانوية التي كانت محور بحث مكثف في السنوات الأخيرة. على وجه الخصوص ، اكتسبت فئة من هياكل TMC ثلاثية الأبعاد اهتمامًا خاصًا ، وتتألف من حزم من ألياف نانوية TMC المتماسكة معًا بواسطة ذرات معدنية بين الألياف ، وتشكل جميعها شبكة جيدة الترتيب في المقطع العرضي (انظر الشكل 3). اعتمادًا على اختيار المعدن ، يمكن حتى تصنيع الهيكل ليصبح موصلًا فائقًا. علاوة على ذلك ، من خلال جعل الحزم رقيقة ، يمكن تحويلها إلى هياكل مرنة توصل الكهرباء: وهذا يجعل الهياكل النانوية TMC مرشحًا رئيسيًا لاستخدامها كأسلاك في الدوائر النانوية. ومع ذلك ، فقد كان من الصعب تحويل هذه الهياكل إلى ألياف طويلة ورقيقة مطلوبة لدراستها بعمق ، وكذلك من أجل تكنولوجيا النانو التطبيقات. قام فريق بقيادة الأستاذ المساعد يوسوكي ناكانيشي والبروفيسور المشارك ياسوميتسو مياتا بدراسة تقنيات توليف الهياكل النانوية لـ TMC. في العمل الأخير ، أظهروا أنهم يستطيعون إنتاج حزم طويلة ورفيعة من TMCs (بدون معدن) على مقاييس كبيرة غير مسبوقة. الآن ، استخدموا تفاعل الطور البخاري لربط صفوف الإنديوم الرقيقة ذريًا في حزم رفيعة من تيلورايد التنجستن. من خلال تعريض حزم الألياف النانوية الطويلة إلى بخار الإنديوم تحت التفريغ عند 500 درجة مئوية ، شقت ذرات معدن الإنديوم طريقها إلى الفراغ بين الألياف النانوية الفردية التي تشكل الحزم ، وتشكل صفًا مقحمًا (أو جسرًا) من الإنديوم الذي يربط الألياف معاً. (أ) رسم تخطيطي للتركيب الذري لكل من حزم ألياف التنغستن تيلورايد النانوية والهيكل النهائي المقسم ، إلى جانب مسح صور المجهر الإلكتروني للإرسال. (ب) توليف ألياف نانوية ثلاثية الأبعاد TMC على ركيزة من السيليكون. (الصورة: جامعة طوكيو متروبوليتان) بعد أن نجحوا في إنتاج كميات كبيرة من حزم TMC الملولبة ، شرعوا في دراسة خصائص أسلاكهم النانوية الجديدة. من خلال النظر إلى المقاومة كدالة لدرجة الحرارة ، أظهروا بشكل قاطع أن الحزم الفردية تتصرف مثل المعدن وبالتالي توصل الكهرباء. يتفق هذا مع عمليات المحاكاة الحاسوبية ، ويوضح أيضًا مدى جودة ترتيب الهياكل. ومن المثير للاهتمام ، أنهم وجدوا أن هذا الهيكل كان مختلفًا قليلاً عن الدُفعات الكبيرة من الألياف النانوية المجمعة ، حيث أن الصفوف المقسمة تسببت في دوران كل ألياف نانوية قليلاً حول محورها. لا تقتصر تقنية الفريق على تيلورايد الإنديوم والتنغستن فقط ، ولا على هذا الهيكل المعين. إنهم يأملون أن يكون عملهم مصدر إلهام لفصل جديد في تطوير المواد النانوية ودراسة خصائصهم الفريدة.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62498.php