(PhysOrg.com) - Llevando los nanomateriales a un nuevo nivel de complejidad estructural, Los científicos han determinado cómo introducir torceduras en nanocables rectos como flechas, transformándolos en estructuras bidimensionales y tridimensionales en zigzag con funciones correspondientemente avanzadas.

El trabajo se describe esta semana en la revista Nanotecnología de la naturaleza por investigadores de la Universidad de Harvard dirigidos por Bozhi Tian y Charles M. Lieber.

Entre otras posibles aplicaciones, los autores dicen, la nueva tecnología podría fomentar un nuevo enfoque a nanoescala para detectar corrientes eléctricas en células y tejidos.

"Estamos muy entusiasmados con las perspectivas que abre esta investigación para la nanotecnología, "dice Lieber, Mark Hyman, Profesor Jr. de Química en la Facultad de Artes y Ciencias de Harvard. "Por ejemplo, Nuestras nanoestructuras hacen posible la integración de dispositivos activos en circuitos nanoelectrónicos y fotónicos, así como enfoques totalmente nuevos para sensores biológicos extra e intracelulares. Esta última área es una en la que ya tenemos nuevos y emocionantes resultados, y creemos que puede cambiar la forma en que se llevan a cabo muchos registros eléctricos en biología y medicina ".

El enfoque de Lieber y Tian implica la introducción controlada de "estereocentros" triangulares, esencialmente, uniones fijas de 120º - en nanocables, estructuras que anteriormente han sido rígidamente lineales. Estos estereocentros, análogo a los centros químicos que se encuentran en muchas moléculas orgánicas complejas, introducir torceduras en nanoestructuras 1-D, transformándolos en formas más complejas.

Los investigadores pudieron introducir estereocentros como nanocables autoensamblados. Detuvieron el crecimiento de las nanoestructuras 1-D durante 15 segundos al eliminar los reactivos gaseosos clave de la preparación química en la que se estaba llevando a cabo el proceso. reemplazar estos reactivos después de que se hayan introducido juntas en las nanoestructuras. Este enfoque dio como resultado un rendimiento del 40 por ciento de nanocables doblados, que luego se puede purificar para lograr mayores rendimientos.

"Los estereocentros aparecen como 'torceduras, 'y la distancia entre las torceduras está completamente controlada, "dice Tian, asistente de investigación en el Departamento de Química y Biología Química de Harvard. "Es más, demostramos la generalidad de nuestro enfoque a través de la síntesis de silicio 2-D, germanio, y estructuras de nanocables de sulfuro de cadmio ".

La investigación de Lieber y Tian es la última de un esfuerzo de años de científicos para controlar la composición y estructura de los nanocables durante la síntesis. A pesar de los avances en estas áreas, la capacidad para controlar el diseño y el crecimiento de nanoestructuras autoensamblables ha sido limitada.

El trabajo de Lieber y Tian lleva la formación de nanoestructuras 2-D un paso más allá al permitir la introducción de dispositivos electrónicos en los estereocentros.

"Un concepto importante que surgió de estos estudios es el de introducir la funcionalidad en puntos definidos a nanoescala por primera vez; en otras palabras, nanodispositivos que pueden 'autoetiquetarse, "Dice Lieber." Ilustramos esta capacidad novedosa mediante la inserción de diodos p-n y transistores de efecto de campo precisamente en los estereocentros ".

Tales estructuras autoetiquetadas podrían abrir la posibilidad de introducir nanoelectrónica, fotodetectores, o sensores biológicos en estructuras complejas a nanoescala.

Fuente:Universidad de Harvard (noticias:web)