Os cientistas usam surfactante para ajudar a tornar “inertes

A dispersão de nanotubos de nitreto de boro ajuda a revelar propriedades exóticas de novos materiais 1D

Universidade Metropolitana de Tóquio

imagem: A deposição química de vapor de dissulfeto de molibdênio em um nanotubo de nitreto de boro bem isolado cria uma estrutura de nanotubo coaxial.Veja mais

Crédito: Universidade Metropolitana de Tóquio

Tóquio, Japão – Pesquisadores da Universidade Metropolitana de Tóquio usaram um surfactante para dispersar nanotubos isolantes de nitreto de boro e revesti-los em superfícies sem aglomeração. A equipe demonstrou que o tratamento térmico poderia remover o surfactante para revelar modelos limpos em nanoescala; a deposição química de vapor poderia então formar nanotubos coaxiais no modelo usando uma variedade de materiais. A capacidade de revestir nanotubos em estruturas isolantes “inertes” dá aos cientistas um acesso sem precedentes às propriedades de novos materiais de nanotubos.

Avanços na nanotecnologia tornaram os nanotubos e nanofolhas mais fáceis de encontrar para os cientistas de materiais. Mas estudá-los isoladamente está longe de ser fácil. Como muitas vezes vêm agrupados ou agrupados, é difícil atingir as propriedades ópticas e eletrônicas exóticas que advêm de sua dimensionalidade reduzida.

Trabalhos recentes mostraram que materiais nanotubos poderiam ser cultivados na superfície de um nanotubo de carbono, fornecendo estruturas bem separadas que poderiam ser potencialmente caracterizadas. Mas os nanotubos de carbono têm propriedades condutoras e absorvem fortemente a luz, tornando difícil distinguir as propriedades elétricas e ópticas do material revestido daquelas do nanotubo original.

Agora, uma equipe liderada pelo professor assistente Yusuke Nakanishi, pelo professor assistente Yohei Yomogida e pelo professor associado Yasumitsu Miyata da Universidade Metropolitana de Tóquio usou nanotubos isolantes de nitreto de boro (BN) como modelos para o cultivo de nanotubos. Esta não é uma tarefa fácil: os nanotubos de nitreto de boro são notoriamente pegajosos. Embora possam ser dispersos com um surfactante que ajuda a manter os tubos separados, não ficou claro se o surfactante poderia ser removido para revelar um modelo limpo. Agora, a equipe encontrou com sucesso um surfactante que não gruda nos tubos; eles também aprimoraram um tratamento térmico sob vácuo que deixa modelos de nanotubos isolantes limpos e bem isolados.

Usando a deposição química de vapor, uma variedade de materiais pode ser revestida nos modelos. O novo tubo envolve os tubos BN originais, formando algo que se parece com um cabo coaxial em nanoescala. É importante ressaltar que, como o BN é um material isolante, as propriedades elétricas de quaisquer materiais revestidos podem ser estudadas com uma profundidade sem precedentes. Isto inclui uma propriedade conhecida como quiralidade, a “lateralidade” na estrutura dos átomos do nanotubo que dá origem a toda uma gama de propriedades eletrônicas exóticas.

Em princípio, a equipe acredita que seus “nano-tubos de ensaio” podem ser usados ​​para modelar o crescimento de uma ampla gama de materiais diferentes. Eles já tiveram sucesso com dissulfeto de molibdênio e carbono, com espaço para muitos mais. Acrescente a isso a inércia óptica e elétrica de seu modelo BN, e sua nova plataforma promete não apenas a descoberta de materiais, mas também acesso irrestrito às suas propriedades físico-químicas exóticas.

Este trabalho foi apoiado pelos números de concessão JSPS KAKENHI JP19H02543, JP19K15392, JP20H00220, JP20H02572, JP20H02573, JP20H02605, JP20KK0114, JP21H05232, JP21H05234, JP22H0028 0, JP22H00283, JP22H01911, JP22K04886, JP22H04957, JP22H05468 e JP22H05469, números de concessão JST CREST JPMJCR17I5, JPMJCR20B1, e JPMJCR20B5, e o número de concessão do programa JST FOREST JPMJFR213X.

ACS Nano

10.1021/acsnano.2c06067

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