Een internationaal team van onderzoekers heeft een nieuwe manier gevonden om 1-D heterostructuren te creëren - door nanobuisjes te nesten. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft hoe ze de nanobuisjes hebben genest en welke vormen ze hebben kunnen creëren. Yury Gogotsi en Boris Yakobson van de Drexel University en Rice University hebben in hetzelfde tijdschriftnummer een Perspective-artikel gepubliceerd over het werk van het team.

In eerdere onderzoeksinspanningen, wetenschappers hebben methoden ontwikkeld voor het samenstellen van heterostructuren met kristallijne tweedimensionale materialen zoals grafeen - in het algemeen door films te maken en ze vervolgens samen te voegen, of door ze in lagen te laten groeien. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben dergelijk werk een stap verder gebracht door eendimensionale analogen van dezelfde soorten heterostructuren te creëren.

De heterostructuren die door de onderzoekers zijn gemaakt, zijn gemaakt door boornitride- of molybdeendisulfide-omhulsels toe te voegen aan enkelwandige koolstofnanobuizen met behulp van chemische dampafzetting - maar het team verbeterde eerdere pogingen om hetzelfde te doen door buitenste omhulsels te maken die naadloos waren en in de vorm van een cilinder. Ze toonden ook aan dat de lagen konden worden afgewisseld om meerdere cilinders van verschillende afmetingen te produceren - de ene in de andere - bij elkaar gehouden door van der Waals-krachten. Gogotsi en Yakobson suggereren dat de door het team ontwikkelde techniek waarschijnlijk een hele nieuwe klasse van 1-D heterostructuren zal openen, opmerkend dat een grote verscheidenheid aan overgangsmetalen zou kunnen worden gebruikt om verschillende soorten heterostructuren te creëren. Ze suggereren zelfs dat dergelijke heterostructuren kunnen leiden tot de ontwikkeling van nanodevices of zelfs nanomachines.

Door gebruik te maken van oppervlakte-naar-oppervlak sjablonen, de onderzoekers toonden 1-D buisvormige kristalgroei aan zonder het gebruik van een katalysator, een idee dat kan worden toegepast op 2D-toepassingen, ook, het openen van nieuwe onderzoekslocaties. Gogotsi en Yakobson wijzen er ook op dat het gebruik van kromming spanningsenergie introduceert voor de atomen wanneer ze worden toegevoegd - een factor die de groei op nanometer-dunne buizen vermindert. Een ander positief kenmerk van de buizen is dat het nesten de oxidatie en chemische weerstand verbetert - en omdat alle materialen die zijn gebruikt om de heterostructuren te maken al lang worden gebruikt als vaste smeermiddelen, geneste 1-D heterostructuren kunnen worden gebruikt om producten met superlubricity te maken.

© 2020 Wetenschap X Netwerk