นักวิทยาศาสตร์เรียงแถวของอะตอมโลหะเป็นกลุ่มเส้นใยนาโน

04 มี.ค. 2023 (ข่าวนาโนเวิร์ค) นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโตเกียวเมโทรโพลิตันประสบความสำเร็จในการร้อยอะตอมของโลหะอินเดียมระหว่างเส้นใยแต่ละเส้นในกลุ่มนาโนไฟเบอร์ของโลหะทรานซิชันคาลโคเจนไนด์ ด้วยการแช่มัดในก๊าซอินเดียม แถวของอะตอมจึงสามารถเข้าไประหว่างเส้นใยเพื่อสร้างโครงสร้างนาโนที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวผ่านการอินเทอร์คาเลชัน จากการจำลองและการวัดความต้านทาน แต่ละมัดแสดงให้เห็นว่ามีคุณสมบัติเป็นโลหะ ซึ่งปูทางไปสู่การประยุกต์ใช้เป็นเส้นลวดนาโนที่มีความยืดหยุ่นในวงจรนาโน มีการรายงานผลงานใน (ACS Nano, “การแทรกซึมของอินเดียมเฟสไอในเส้นใยนาโน van der Waals ของสายไฟ W6Te6 แบบบางที่มีอะตอมมิก”). รูปที่ 1 (a) โครงสร้างผลึก 3D TMC ประกอบด้วยเส้นใยนาโน TMC ล้อมรอบด้วยแถวอะตอมเดี่ยวขององค์ประกอบที่มีการแทรกสอด (b) มุมมองด้านปลายและด้านข้างของเส้นใยนาโน TMC เส้นเดียว ชาลโคเจนเป็นสีทอง โลหะทรานซิชันเป็นสีเขียว และองค์ประกอบที่สลับกันเป็นสีม่วงเข้ม (ภาพ: มหาวิทยาลัยโตเกียวเมโทรโพลิแทน) ลวดอะตอมของ ชาโคเจนไนด์ของโลหะทรานซิชัน (TMC) เป็นโครงสร้างนาโนที่ประกอบด้วยโลหะทรานซิชันและองค์ประกอบกลุ่ม 16 เช่น ซัลเฟอร์ ซีลีเนียม และเทลลูเรียม พวกเขาสามารถประกอบตัวเองเป็นโครงสร้างที่หลากหลายด้วยมิติที่แตกต่างกัน ถือเป็นหัวใจสำคัญของการปฏิวัติวัสดุนาโนที่เป็นจุดเน้นของการวิจัยที่เข้มข้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คลาสของโครงสร้าง 3D TMC ได้รับความสนใจเป็นพิเศษ ซึ่งประกอบด้วยกลุ่มของเส้นใยนาโน TMC ที่ยึดติดกันด้วยอะตอมของโลหะที่อยู่ระหว่างเส้นใย ทั้งหมดนี้ก่อตัวเป็นโครงตาข่ายที่ได้รับการจัดอย่างดีในหน้าตัดขวาง (ดูรูปที่ 1) โครงสร้างนี้อาจทำให้กลายเป็นตัวนำยิ่งยวดก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการเลือกใช้โลหะ นอกจากนี้ ด้วยการทำให้มัดบางลง พวกมันยังสามารถถูกทำให้เป็นโครงสร้างที่ยืดหยุ่นซึ่งนำไฟฟ้าได้ ทำให้โครงสร้างนาโนของ TMC เป็นตัวเลือกที่สำคัญสำหรับใช้เป็นสายไฟในวงจรนาโน อย่างไรก็ตาม เป็นการยากที่จะทำให้โครงสร้างเหล่านี้กลายเป็นเส้นใยยาวและบางซึ่งต้องศึกษาเชิงลึกรวมทั้ง นาโนเทคโนโลยี การใช้งาน ทีมงานที่นำโดยผู้ช่วยศาสตราจารย์ Yusuke Nakanishi และรองศาสตราจารย์ Yasumitsu Miyata กำลังศึกษาเทคนิคการสังเคราะห์โครงสร้างนาโน TMC ในงานล่าสุด พวกเขาแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถผลิต TMC ที่ยาวและบาง (ไม่มีโลหะ) ในปริมาณที่ยาวมากอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ตอนนี้ พวกเขาได้ใช้ปฏิกิริยาเฟสไอเพื่อร้อยด้ายอินเดียมที่มีอะตอมบางๆ ออกเป็นมัดเล็กๆ ของทังสเตนเทลลูไรด์ ด้วยการปล่อยให้มัดเส้นใยนาโนขนาดยาวสัมผัสกับไออินเดียมภายใต้สุญญากาศที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส อะตอมของโลหะอินเดียมจึงเข้าไปในช่องว่างระหว่างเส้นใยนาโนแต่ละเส้นที่ประกอบกันเป็นมัด ก่อตัวเป็นแถวที่ประสานกัน (หรือเชื่อม) ของอินเดียมที่ผูกมัดเส้นใย ด้วยกัน. (a) แผนผังโครงสร้างอะตอมของทั้งมัดทังสเตนเทลลูไรด์นาโนไฟเบอร์และโครงสร้างอินเทอร์คาเลตสุดท้าย พร้อมด้วยการสแกนภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (b) เส้นใยนาโน 3D TMC สังเคราะห์บนพื้นผิวซิลิกอน (ภาพ: มหาวิทยาลัยโตเกียวเมโทรโพลิแทน) หลังจากประสบความสำเร็จในการผลิตมัด TMC แบบเกลียวจำนวนมาก พวกเขาจึงได้ดำเนินการศึกษาคุณสมบัติของเส้นลวดนาโนใหม่ เมื่อพิจารณาความต้านทานเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ พวกเขาแสดงให้เห็นอย่างแน่ชัดว่ามัดแต่ละมัดมีพฤติกรรมเหมือนโลหะจึงนำไฟฟ้าได้ สิ่งนี้สอดคล้องกับการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ และยังแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างมีความเป็นระเบียบเรียบร้อยเพียงใด สิ่งที่น่าสนใจคือพวกเขาพบว่าโครงสร้างนี้แตกต่างเล็กน้อยกับชุดเส้นใยนาโนที่รวมเป็นกลุ่มจำนวนมาก โดยที่แถวที่สลับกันทำให้เส้นใยนาโนแต่ละอันหมุนรอบแกนของมันเล็กน้อย เทคนิคของทีมไม่ได้จำกัดเฉพาะอินเดียมและเทลลูไรด์ทังสเตน หรือโครงสร้างเฉพาะนี้เท่านั้น พวกเขาหวังว่างานของพวกเขาอาจเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดบทใหม่สำหรับการพัฒนาวัสดุนาโนและการศึกษาคุณสมบัติเฉพาะของพวกเขา

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62498.php