Un nuevo descubrimiento realizado por investigadores de la Universidad de Oklahoma y la Universidad Estatal de Carolina del Norte muestra un gran avance en la aceleración del proceso para sintetizar nanoestructuras de óxidos de metales de transición. Lo que una vez tomó días, ahora se puede lograr instantáneamente.

Después del éxito anterior en el uso de una llama enriquecida con oxígeno para sintetizar nanomateriales comunes, como los nanotubos de carbono, nanofibras y fullerenos, El profesor de la Facultad de Ingeniería de la OU Wilson Merchán-Merchán y su equipo realizaron experimentos utilizando el mismo método para crear una nueva forma de nanoestructuras. En lugar de sintetizar los nanomateriales de carbono, descubrieron un método para crear TMO 1-D y 3-D que tienen propiedades electrónicas y mecánicas distintivas.

Con una subvención de varios años de la National Science Foundation, Merchán-Merchán y sus afiliados de investigación están exponiendo metales de transición a granel a las partes más calientes de una llama enriquecida con oxígeno. De esa reacción, nanoestructuras de óxido de metal de transición de alta demanda se sintetizan instantáneamente, incluyendo nanobarras, canales huecos y nanocables y plaquetas híbridos.

El crecimiento rápido y económico de las TMO significa una mejor oportunidad para la síntesis a gran escala y un eventual uso común en el mercado. El potencial de una mayor oferta ha llevado a una mayor experimentación sobre la capacidad de las TMO, y los resultados muestran su eficacia en una amplia gama de aplicaciones.

"Recientemente, Las naonoestructuras unidimensionales de TMO han atraído una enorme atención debido a sus aplicaciones en óptica, medicina y electrónica, "Merchán-Merchán dijo". Por ejemplo, las estructuras del canal del tamaño de una micra con un grosor de pared nanométrico contienen esbeltos, cavidades prismáticas y completamente huecas que se pueden utilizar en aplicaciones médicas para la administración de fármacos ".

Más reciente, este equipo de investigación cubrió la superficie de los paneles solares con una de sus nanovarillas de óxido de tungsteno formadas por llama. El resultado fue un aumento del 5 por ciento en la eficiencia del panel solar, una gran ganancia considerando la calificación de eficiencia notoriamente baja de los paneles solares del 15 al 20 por ciento.

Con un sinfín de aplicaciones y un nuevo horizonte de posibilidades, La investigación de Merchán-Merchán sobre TMO se encuentra todavía en su infancia.

"La forma distintiva y la composición química de las nanoestructuras formadas por llama pueden cambiar la forma en que se diseñan muchos productos, "Dijo Merchán-Merchán.

"Nuestros próximos pasos son expandir la aplicación de TMO usando llamas, en una variedad de mercados que van desde paneles solares hasta electrodos para penetrar tejidos biológicos para la administración de fármacos y electrodos en baterías de iones de litio ".