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Oct 04, 2023

Los científicos usan surfactante para ayudar a hacer "inerte

La dispersión de nanotubos de nitruro de boro ayuda a revelar exóticos

La dispersión de nanotubos de nitruro de boro ayuda a revelar propiedades exóticas de nuevos materiales 1D

Universidad Metropolitana de Tokio

imagen: La deposición química de vapor de disulfuro de molibdeno en un nanotubo de nitruro de boro bien aislado crea una estructura de nanotubo coaxial.ver más

Crédito: Universidad Metropolitana de Tokio

Tokio, Japón – Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han utilizado un surfactante para dispersar nanotubos de nitruro de boro aislantes y recubrirlos sobre superficies sin amontonarse. El equipo demostró que el tratamiento térmico podía eliminar el tensioactivo para revelar plantillas limpias a nanoescala; La deposición química de vapor podría formar nanotubos coaxiales en la plantilla utilizando una variedad de materiales. La capacidad de recubrir nanotubos en estructuras aislantes "inertes" brinda a los científicos un acceso sin precedentes a las propiedades de los nuevos materiales de nanotubos.

Los avances en nanotecnología han hecho que los nanotubos y las nanoláminas sean más fáciles de conseguir para los científicos de materiales. Pero estudiarlos de forma aislada está lejos de ser fácil. Debido a que a menudo vienen en paquetes o agregados, es complicado apuntar a las propiedades ópticas y electrónicas exóticas que provienen de su dimensionalidad reducida.

Un trabajo reciente mostró que los materiales de nanotubos se pueden cultivar en la superficie de un nanotubo de carbono, lo que proporciona estructuras bien separadas que se pueden caracterizar. Pero los nanotubos de carbono tienen propiedades conductoras y absorben mucho la luz, lo que dificulta distinguir las propiedades eléctricas y ópticas del material recubierto de las del nanotubo original.

Ahora, un equipo dirigido por el Profesor Asistente Yusuke Nakanishi, el Profesor Asistente Yohei Yomogida y el Profesor Asociado Yasumitsu Miyata de la Universidad Metropolitana de Tokio ha utilizado nanotubos aislantes de nitruro de boro (BN) como plantillas para el cultivo de nanotubos. Esta no es una tarea fácil: los nanotubos de nitruro de boro son notoriamente pegajosos. Aunque se pueden dispersar con un tensioactivo que ayuda a mantener separados los tubos, no estaba claro si se podía quitar el tensioactivo para revelar una plantilla limpia. Ahora, el equipo ha encontrado con éxito un surfactante que no se adhiere a los tubos; También perfeccionaron un tratamiento térmico al vacío que deja plantillas de nanotubos aislantes limpias y bien aisladas.

Usando la deposición de vapor químico, se podría recubrir una variedad de materiales sobre las plantillas. El nuevo tubo envuelve los tubos BN originales, formando algo que parece un cable coaxial a nanoescala. Es importante destacar que, dado que BN es un material aislante, las propiedades eléctricas de cualquier material revestido se pueden estudiar con una profundidad sin precedentes. Esto incluye una propiedad conocida como quiralidad, la "orientación" en la estructura de los átomos en el nanotubo que da lugar a toda una gama de exóticas propiedades electrónicas.

En principio, el equipo cree que sus "nano-tubos de ensayo" se pueden utilizar para modelar el crecimiento de toda una gama de materiales diferentes. Ya han tenido éxito con el disulfuro de molibdeno y el carbono, y hay margen para muchos más. Agregue a esto la inercia óptica y eléctrica de su plantilla BN, y su nueva plataforma promete no solo el descubrimiento de materiales, sino también el acceso sin restricciones a sus exóticas propiedades fisicoquímicas.

Este trabajo fue apoyado por los números de subvención JSPS KAKENHI JP19H02543, JP19K15392, JP20H00220, JP20H02572, JP20H02573, JP20H02605, JP20KK0114, JP21H05232, JP21H05234, JP22H0028 0, JP22H00283, JP22H01911, JP22K04886, JP22H04957, JP22H05468 y JP22H05469, JST CREST Números de concesión JPMJCR17I5, JPMJCR20B1, y JPMJCR20B5, y el número de subvención del programa JST FOREST JPMJFR213X.

ACS Nano

10.1021/acsnano.2c06067

Aislamiento asistido por surfactante de nanotubos de nitruro de boro de diámetro pequeño para moldear heteroestructuras unidimensionales de van der Waals

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