Las propiedades magnéticas únicas de los nanocables de fosfuro de cobalto los colocan en una buena posición como futuros componentes de dispositivos de alto rendimiento. A diferencia de los materiales a granel, Estos cristales alargados ultrapequeños consisten en estructuras de dominio único que explican su superparamagnetismo, un magnetismo inducido por la temperatura que surge en un campo magnético. Para mantener y aprovechar al máximo este comportamiento, los científicos deben generar materiales compuestos de bloques de construcción posicionados y orientados con precisión. Tales superestructuras ya están disponibles, gracias al desarrollo de un método que utiliza cambios de temperatura para alinear nanocables individuales. Ming-Yong Han del Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales, Sinapore, dirigió la investigación.

Los enfoques actuales de autoensamblaje de nanocristales implican depositar una suspensión de cristal en una superficie sólida, y luego evaporando lentamente el solvente. Teóricamente la evaporación aumenta las fuerzas de atracción relativamente débiles que existen entre los nanocristales, obligándolos a alinearse. Sin embargo, Los altos grados de alineación de las estructuras anisotrópicas (aquellas que exhiben propiedades físicas dependientes de la dirección) siguen siendo difíciles de lograr.

"Tomamos un camino distinto del enfoque de evaporación lenta, ", dice Han. La estrategia de su equipo siguió principios similares a los utilizados en la síntesis química. Primero, hicieron reaccionar un derivado de cobalto con el precursor de fosfuro trioctilfosfina (TOP) a alta temperatura. Esto produjo nanocables con recubrimiento TOP. Próximo, almacenaron la solución en la que se formaron los nanocables a distintas temperaturas. Estos almacenamiento, o 'envejecimiento', temperaturas producidas más grandes, superestructuras bien definidas con diferentes alineaciones.

El lavado de los nanocables sin el último paso resultó en arreglos aleatorios o ensamblajes pequeños. Después de enfriar y envejecer la mezcla de reacción a temperatura ambiente durante dos horas, el equipo observó superestructuras compuestas por casi un millón de nanocables verticales. En este arreglo, cada nanoalambre estaba rodeado por otros seis en un patrón de panal. Cuando se enfría a temperatura ambiente y luego se refrigera, la mezcla de reacción produjo láminas extendidas de nanocables alineados uno al lado del otro horizontalmente.

Las superestructuras resistieron cualquier temperatura elevada, ultrasonido, o tratamiento con solventes orgánicos, indicativo de fuertes fuerzas de cohesión entre los nanocables. Investigaciones posteriores revelaron que, durante el autoensamblaje, las moléculas TOP continuamente adsorbidas y desorbidas de los nanocables, poniéndolos en estrecho contacto. Esto provocó que se formaran enlaces químicos irreversibles entre los nanocristales, facilitando y mejorando su alineación.

El equipo está probando actualmente el rendimiento de las superestructuras frente al de los nanocables orientados aleatoriamente para explorar su uso potencial como sensores o componentes eléctricos llamados inductores. "También estamos tratando de extender esta metodología para autoensamblar otros sistemas, con la esperanza de establecer un método más universal para alinear nanocristales anisotrópicos, "agrega Han.