Los científicos enhebran filas de átomos de metal en paquetes de nanofibras

04-mar-2023 (Noticias de Nanowerk) Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han enhebrado con éxito átomos de indio metálico entre fibras individuales en haces de nanofibras de calcogenuro de metal de transición. Al sumergir los paquetes en gas indio, las filas de átomos pudieron abrirse camino entre las fibras para crear una nanoestructura única a través de la intercalación. A través de simulaciones y mediciones de resistividad, se demostró que los paquetes individuales tenían propiedades metálicas, allanando el camino para su aplicación como nanocables flexibles en nanocircuitos. El trabajo ha sido reportado en (ACS Nano, “Intercalación de indio en fase de vapor en nanofibras de van der Waals de alambres W6Te6 atómicamente delgados”). Figura 1. (a) Estructura cristalina de TMC en 3D que consta de nanofibras de TMC rodeadas por filas de un solo átomo de un elemento intercalado. (b) Vista final y lateral de una sola nanofibra TMC. Los calcógenos son dorados, los metales de transición son verdes y el elemento intercalado es púrpura oscuro. (Imagen: Universidad Metropolitana de Tokio) Alambres atómicos de calcogenuros de metales de transición (TMC) son nanoestructuras que consisten en un metal de transición y un elemento del grupo 16 como azufre, selenio y telurio. Son capaces de autoensamblarse en una amplia gama de estructuras con diferentes dimensionalidades, lo que los coloca en el centro de una revolución en nanomateriales que ha sido el foco de una intensa investigación en los últimos años. En particular, una clase de estructuras TMC 3D ha ganado particular interés, que consisten en haces de nanofibras TMC unidas por átomos metálicos entre las fibras, todas formando una red bien ordenada en su sección transversal (ver Figura 1). Dependiendo de la elección del metal, la estructura podría incluso convertirse en un superconductor. Además, al hacer que los paquetes sean delgados, podrían convertirse en estructuras flexibles que conduzcan la electricidad: esto hace que las nanoestructuras TMC sean un candidato principal para su uso como cableado en nanocircuitos. Sin embargo, ha sido difícil convertir estas estructuras en las fibras largas y delgadas que se requieren para estudiarlas en profundidad, así como para nanotecnología aplicaciones Un equipo dirigido por el Profesor Asistente Yusuke Nakanishi y el Profesor Asociado Yasumitsu Miyata ha estado estudiando técnicas de síntesis para nanoestructuras TMC. En un trabajo reciente, demostraron que podían producir paquetes largos y delgados de TMC (sin metal) en escalas de longitud sin precedentes. Ahora, han utilizado una reacción en fase de vapor para enhebrar filas atómicamente delgadas de indio en delgados paquetes de telururo de tungsteno. Al exponer sus largos paquetes de nanofibras al vapor de indio al vacío a 500 grados centígrados, los átomos de indio metálico se abrieron paso en el espacio entre las nanofibras individuales que forman los paquetes, formando una fila intercalada (o puente) de indio que une las fibras. juntos. ( a ) Esquema de la estructura atómica de los haces de nanofibras de telururo de tungsteno y la estructura intercalada final, junto con imágenes de microscopía electrónica de transmisión de barrido. ( b ) Nanofibras TMC 3D sintetizadas en un sustrato de silicio. (Imagen: Universidad Metropolitana de Tokio) Habiendo producido con éxito grandes cantidades de estos paquetes TMC roscados, procedieron a estudiar las propiedades de sus nuevos nanocables. Al observar la resistividad en función de la temperatura, demostraron de manera concluyente que los paquetes individuales se comportan como un metal y, por lo tanto, conducen la electricidad. Esto estuvo de acuerdo con las simulaciones por computadora y también demostró cuán bien ordenadas estaban las estructuras. Curiosamente, descubrieron que esta estructura era ligeramente diferente a los lotes a granel de nanofibras agrupadas, en el sentido de que las filas intercaladas hacían que cada nanofibra girara ligeramente sobre su eje. La técnica del equipo no se limita solo al telururo de indio y tungsteno, ni a esta estructura en particular. Esperan que su trabajo pueda inspirar un nuevo capítulo para el desarrollo de nanomateriales y el estudio de sus propiedades únicas.

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• Fuente: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62498.php