Οι επιστήμονες βάζουν σειρές ατόμων μετάλλου σε δέσμες νανοϊνών

04 Μαρτίου 2023 (Ειδήσεις Nanowerk) Ερευνητές από το Μητροπολιτικό Πανεπιστήμιο του Τόκιο έχουν βιδώσει με επιτυχία άτομα μετάλλου ινδίου ανάμεσα σε μεμονωμένες ίνες σε δέσμες νανοϊνών χαλκογονιδίου μετάλλου μεταπτώσεως. Διαποτίζοντας τις δέσμες σε αέριο ίνδιο, σειρές ατόμων μπόρεσαν να μπουν ανάμεσα στις ίνες για να δημιουργήσουν μια μοναδική νανοδομή μέσω παρεμβολής. Μέσω προσομοιώσεων και μετρήσεων ειδικής αντίστασης, μεμονωμένες δέσμες αποδείχθηκε ότι έχουν μεταλλικές ιδιότητες, ανοίγοντας το δρόμο για εφαρμογή ως εύκαμπτα νανοσύρματα στα νανοκυκλώματα. Η εργασία έχει αναφερθεί σε (ACS Nano, «Ενδιάμεση ινδίου φάσης ατμού σε νανοΐνες van der Waals από ατομικά λεπτά σύρματα W6Te6»). Εικόνα 1. (α) Τρισδιάστατη κρυσταλλική δομή TMC που αποτελείται από νανοΐνες TMC που περιβάλλονται από σειρές ενός ατόμου ενός παρεμβαλλόμενου στοιχείου. (β) Άκρο και πλάγια όψη μιας μεμονωμένης νανοΐνας TMC. Τα χαλκογόνα είναι χρυσαφί, τα μέταλλα μεταπτώσεως πράσινα και το παρεμβαλλόμενο στοιχείο είναι σκούρο μωβ. (Εικόνα: Tokyo Metropolitan University) Ατομικά σύρματα του χαλκογονίδια μεταβατικών μετάλλων (TMC) είναι νανοδομές που αποτελούνται από ένα μέταλλο μετάπτωσης και ένα στοιχείο της ομάδας 16 όπως το θείο, το σελήνιο και το τελλούριο. Είναι σε θέση να αυτοσυναρμολογούνται σε ένα ευρύ φάσμα δομών με διαφορετικές διαστάσεις, θέτοντας τα στο επίκεντρο μιας επανάστασης στα νανοϋλικά που έχει αποτελέσει το επίκεντρο της έντονης έρευνας τα τελευταία χρόνια. Συγκεκριμένα, μια κατηγορία τρισδιάστατων δομών TMC έχουν συγκεντρώσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, που αποτελούνται από δέσμες νανοϊνών TMC που συγκρατούνται μεταξύ τους από μεταλλικά άτομα μεταξύ των ινών, σχηματίζοντας όλα ένα καλά διατεταγμένο πλέγμα στη διατομή του (βλ. Εικόνα 3). Ανάλογα με την επιλογή του μετάλλου, η δομή θα μπορούσε ακόμη και να γίνει υπεραγωγός. Επιπλέον, καθιστώντας τις δέσμες λεπτές, θα μπορούσαν να μετατραπούν σε εύκαμπτες δομές που μεταφέρουν ηλεκτρισμό: αυτό καθιστά τις νανοδομές TMC πρωταρχικό υποψήφιο για χρήση ως καλωδίωση σε νανοκυκλώματα. Ωστόσο, ήταν δύσκολο να γίνουν αυτές οι δομές στις μακριές, λεπτές ίνες που απαιτούνται για τη μελέτη τους σε βάθος, καθώς και για νανοτεχνολογία εφαρμογές. Μια ομάδα με επικεφαλής τον επίκουρο καθηγητή Yusuke Nakanishi και τον αναπληρωτή καθηγητή Yasumitsu Miyata μελετά τεχνικές σύνθεσης για νανοδομές TMC. Σε πρόσφατη εργασία, έδειξαν ότι μπορούσαν να παράγουν μακριές, λεπτές δέσμες TMC (χωρίς μέταλλο) σε πρωτοφανώς μεγάλες κλίμακες μήκους. Τώρα, έχουν χρησιμοποιήσει μια αντίδραση φάσης ατμού για να βιδώσουν ατομικά λεπτές σειρές ινδίου σε λεπτές δέσμες τελλουριδίου βολφραμίου. Εκθέτοντας τις μακριές δέσμες νανοϊνών τους σε ατμό ινδίου υπό κενό στους 500 βαθμούς Κελσίου, τα άτομα μετάλλου ινδίου μπήκαν στο χώρο μεταξύ των μεμονωμένων νανοϊνών που αποτελούν τις δέσμες, σχηματίζοντας μια παρεμβαλλόμενη (ή γεφυρωμένη) σειρά ινδίου που δεσμεύει τις ίνες μαζί. (α) Σχηματική δομή της ατομικής δομής τόσο των δεσμίδων νανοϊνών τελλουριδίου του βολφραμίου όσο και της τελικής παρεμβαλλόμενης δομής, μαζί με εικόνες ηλεκτρονικής μικροσκοπίας μετάδοσης σάρωσης. (β) Συνθεμένες τρισδιάστατες νανοΐνες TMC σε υπόστρωμα πυριτίου. (Εικόνα: Tokyo Metropolitan University) Έχοντας παραγάγει με επιτυχία μεγάλες ποσότητες από αυτές τις δεσμίδες TMC με σπείρωμα, προχώρησαν στη μελέτη των ιδιοτήτων των νέων νανοσυρμάτων τους. Εξετάζοντας την ειδική αντίσταση ως συνάρτηση της θερμοκρασίας, έδειξαν συμπερασματικά ότι μεμονωμένες δέσμες συμπεριφέρονται σαν μέταλλο και επομένως αγώγουν ηλεκτρισμό. Αυτό συμφωνούσε με τις προσομοιώσεις υπολογιστή και επίσης απέδειξε πόσο καλά διατεταγμένες ήταν οι δομές. Είναι ενδιαφέρον ότι διαπίστωσαν ότι αυτή η δομή ήταν ελαφρώς διαφορετική από τις μαζικές παρτίδες δεσμευμένων νανοϊνών, καθώς οι παρεμβαλλόμενες σειρές έκαναν κάθε νανοΐνα να περιστρέφεται ελαφρά γύρω από τον άξονά της. Η τεχνική της ομάδας δεν περιορίζεται μόνο στο ινδίου και το τελλουρίδιο βολφραμίου, ούτε στη συγκεκριμένη δομή. Ελπίζουν ότι το έργο τους μπορεί να εμπνεύσει ένα νέο κεφάλαιο για την ανάπτυξη νανοϋλικών και τη μελέτη των μοναδικών ιδιοτήτων τους.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62498.php