מדענים משחילים שורות של אטומי מתכת לצרורות ננו-סיביים

04 במרץ 2023 (חדשות Nanowerkחוקרים מאוניברסיטת טוקיו מטרופוליטן השחילו בהצלחה אטומים של מתכת אינדיום בין סיבים בודדים בצרורות של ננו-סיבי מתכת מעבר של כלקוגניד. על ידי טבילת הצרורות בגז אינדיום, יכלו שורות של אטומים לפלס את דרכן בין הסיבים כדי ליצור ננו-מבנה ייחודי באמצעות אינטרקלציה. באמצעות סימולציות ומדידות התנגדות, הוכחו לחבילות בודדות תכונות מתכתיות, מה שסלל את הדרך ליישום כננו-חוטים גמישים בננו-מעגלים. העבודה דווחה ב (ACS ננו, "התערבות אינדיום בשלב אדים בננו-סיבים של ואן דר ואלס של חוטי W6Te6 דקים אטומית"). איור 1. (א) מבנה גבישי תלת-ממדי TMC המורכב מננו-סיבי TMC המוקפים בשורות אטום בודדות של אלמנט משתלב. (ב) קצה ומבט צד של ננו-סיבי TMC בודד. כלקוגנים זהובים, מתכות מעבר ירוקות, והיסוד המשתלב הוא סגול כהה. (תמונה: אוניברסיטת טוקיו מטרופוליטן) חוטי אטום של מתכת מעבר כלקוגנידים (TMCs) הם ננו-מבנים המורכבים ממתכת מעבר ואלמנט מקבוצה 16 כמו גופרית, סלניום וטלוריום. הם מסוגלים להרכיב בעצמם למגוון רחב של מבנים בעלי מימדיות שונה, מה שמציב אותם בליבה של מהפכה בננו-חומרים שהיתה מוקד מחקר אינטנסיבי בשנים האחרונות. בפרט, מחלקה של מבני TMC תלת-ממדיים זכתה לעניין מיוחד, המורכבת מצרורות של ננו-סיבי TMC המוחזקים יחד על ידי אטומים מתכתיים בין הסיבים, כולם יוצרים סריג מסודר היטב בחתך הרוחב שלו (ראה איור 3). בהתאם לבחירת המתכת, ניתן אפילו להפוך את המבנה למוליך-על. יתרה מזאת, על ידי הפיכת החבילות לדקות, ניתן להפוך אותן למבנים גמישים המוליכים חשמל: זה הופך את ננו-מבני TMC למועמד עיקרי לשימוש כחיווט בננו-מעגלים. עם זאת, היה קשה להפוך את המבנים הללו לסיבים ארוכים ודקים שנדרשים כדי ללמוד אותם לעומק, כמו גם עבור ננוטכנולוגיה יישומים. צוות בראשות פרופסור עוזר יוסוקה נקאנישי ופרופסור חבר יאסומיטסו מיאטה חקר טכניקות סינתזה עבור ננו-מבנים TMC. בעבודות אחרונות, הם הראו שהם יכולים לייצר צרורות ארוכות ודקות של TMCs (ללא מתכת) על פני קשקשים אורך חסרי תקדים. כעת, הם השתמשו בתגובת פאזת אדים כדי להשחיל שורות דקות של אינדיום לצרורות דקות של טונגסטן טלוריד. על ידי חשיפת צרורות הננו-סיבים הארוכים שלהם לאדי אינדיום תחת ואקום ב-500 מעלות צלזיוס, אטומי מתכת האינדיום עשו את דרכם לחלל בין הננו-סיביים הבודדים המרכיבים את הצרורות, ויצרו שורה משולבת (או מגשרת) של אינדיום הקושרת את הסיבים. יַחַד. (א) סכמטי של המבנה האטומי של שני צרורות ננו-סיבים טונגסטן טלוריד והמבנה הסופי המשולב, יחד עם תמונות מיקרוסקופיה אלקטרוניות שסורקות. (ב) ננו-סיבי TMC תלת-ממדיים מסונתזים על מצע סיליקון. (תמונה: אוניברסיטת טוקיו מטרופוליטן) לאחר שהצליחו לייצר כמויות גדולות של חבילות TMC מושחלות אלה, הם המשיכו לחקור את המאפיינים של הננו-חוטים החדשים שלהם. בהסתכלות על ההתנגדות כפונקציה של הטמפרטורה, הם הראו באופן סופי שצרורות בודדים מתנהגים כמו מתכת ובכך מוליכים חשמל. זה התאים לסימולציות ממוחשבות, וגם הדגים עד כמה המבנים מסודרים היטב. מעניין, הם גילו שהמבנה הזה שונה במקצת מקבוצות של ננו-סיבים בכמות גדולה, בכך שהשורות המשולבות גרמו לכל ננו-סיבי להסתובב מעט סביב צירו. הטכניקה של הצוות אינה מוגבלת רק לאינדיום וטונגסטן טלורייד, וגם לא למבנה המסוים הזה. הם מקווים שעבודתם עשויה להוות השראה לפרק חדש לפיתוח ננו-חומר וללימוד התכונות הייחודיות שלהם.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה כאן.
• מקור: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62498.php