Zilver, gouden en koperen nanodraden zijn toonaangevende kanshebbers voor apparaten van de volgende generatie op nanoschaal, er is echter meer begrip nodig van hoe ze werken en verbeterde productiemethoden voordat ze op grote schaal kunnen worden gebruikt, verklaart een recente recensie in het tijdschrift Wetenschap en technologie van geavanceerde materialen .

"Metalen nanodraden worden voor tal van toepassingen gebruikt, maar ons begrip van hun mechanische eigenschappen blijft ongrijpbaar, " zegt Nurul Akmal Che Lah, ingenieur bij Universiti Malaysia Pahang.

Lah en collega Sonia Trigueros van de Universiteit van Oxford beoordeelden methoden voor het synthetiseren en analyseren van zilver, gouden en koperen nanodraden voor moleculaire elektronica.

Moleculaire elektronica maakt gebruik van afzonderlijke moleculen, of verzamelingen van moleculen op nanoschaal, om elektronische componenten te maken die te klein zijn om met het blote oog te zien. Bijvoorbeeld, moleculaire draden zijn eendimensionale ketens van enkele metaalatomen die elektrische stroom geleiden. Moleculaire elektronische apparaten kunnen worden gebruikt voor een breed scala aan toepassingen, van opslagmedia tot katalysatoren en klinische behandelingen.

Nanomaterialen hebben andere eigenschappen dan hun bulktegenhangers. Muntmetalen in het bijzonder - zilver, goud, koper en nikkel hebben speciale aandacht getrokken vanwege hun unieke fysieke eigenschappen.

Recente ontwikkelingen in experimentele technieken hebben wetenschappers in staat gesteld om de mechanische eigenschappen van nanodraden te onderzoeken. Micromechanische testapparatuur met hoge precisie, zoals elektronenmicroscopen, scanning force microscopen en röntgendiffractie, kan worden gebruikt om de kristallijne structuur te beoordelen, spanning-rek relaties, atoom-voor-atoom chemische samenstelling, evenals elektronische eigenschappen. Deze methoden hebben aangetoond dat de nanomechanische eigenschappen van nanodraden worden beïnvloed door de structuur van nanodraden, oppervlaktespanning en defectvorming.

De onderzoekers onderzochten recente ontwikkelingen in de synthese en analyse van metalen nanodraden. Hydro-solvotherme synthese, waarin metalen structuren worden gekweekt in een oplossing, is een relatief eenvoudig en goedkoop proces. In vergelijking met andere methoden die een sjabloon of hoge druk vereisen, hydro-solvothermische synthese is het meest geschikt voor industriële toepassingen omdat er geen complexe nabewerkingsbehandelingen voor nodig zijn.

Echter, synthesemethoden moeten worden verbeterd om de initiële grootte te beheersen, uiteindelijke grootte en morfologie van de nanodraden en produceren hoge opbrengsten, terwijl het ook nog eens goedkoop en milieuvriendelijk is. Er moet meer worden gedaan om de mechanische eigenschappen van nanodraden met munten verder te optimaliseren en te verbeteren om hun volledige potentieel te benutten, concluderen de onderzoekers.