Las nanohojas 2D cultivadas en un nanoalambre 1D pueden combinar las ventajas de ambas dimensionalidades y pueden permitir funciones novedosas que no se pueden obtener de cada uno de los componentes por separado. Crédito:Chun Li, et al. © 2013 Sociedad Química Estadounidense
(Phys.org) - Al hacer crecer nanohojas 2D a lo largo de la superficie de un nanocable 1D, Los científicos han sintetizado una nueva heteroestructura a nanoescala 3D a la que llaman, por razones adecuadas, "brochetas". Debido a la integración de las dos dimensionalidades, las nuevas estructuras podrían tener una amplia variedad de aplicaciones, como para la conversión de energía solar, almacen de energia, y fotónica.
Los científicos, Chun Li, et al., en la Universidad de Carolina del Norte en Raleigh, Carolina del Norte; y el Laboratorio Nacional Oak Ridge en Oak Ridge, Tennesse, han publicado un artículo sobre las heteroestructuras de nanohilos-nanocables en un número reciente de Nano letras .
Hasta aquí, La mayor parte de la investigación sobre el crecimiento de heteroestructuras a nanoescala se ha centrado en combinar materiales que tienen las mismas dimensiones. Los estudios que involucran la combinación de materiales con diferentes dimensiones se han mantenido limitados porque es mucho más difícil integrar estos materiales en una sola estructura debido a sus diferentes mecanismos de crecimiento.
Sin embargo, como explican los investigadores aquí, integrar materiales de diferentes dimensiones es atractivo porque puede combinar las ventajas de ambos materiales al tiempo que mitiga las desventajas. Como resultado, tales heteroestructuras pueden permitir funciones novedosas que no se pueden obtener de cada uno de los componentes por separado.
Imágenes SEM de heteroestructuras de nanohilos-nanocables. Los investigadores encontraron que la exposición al aire facilita la nucleación de nanohojas modificando la superficie del nanoalambre. Crédito:Chun Li, et al. © 2013 Sociedad Química Estadounidense
Para sintetizar las nuevas estructuras de nanohilos-nanocables en este estudio, los investigadores utilizaron un enfoque de dos pasos, primero cultivando los nanocables y luego haciendo crecer las nanohojas en ciertos sitios de los nanocables. Utilizaron sulfuro de germanio como material para ambos componentes, pero predice que el mismo enfoque se aplicará a otros materiales similares.
Para producir heteroestructuras de nanocables-nanohojas, los investigadores expusieron los nanocables cultivados al aire durante unos minutos o unos días antes del paso de crecimiento de la nano hoja. La exposición al aire probablemente cause una oxidación leve en la superficie de los nanocables, que cambia sus propiedades superficiales. Los investigadores piensan que estas imperfecciones superficiales pueden facilitar la nucleación de las nanohojas mejor que una superficie perfecta.
Después de que los nanocables fueron expuestos al aire, los investigadores pudieron hacer crecer con éxito nanohojas en la superficie del nanocable a lo largo de la dirección radial, de modo que se dispusieron como trozos de pollo y pimientos en una brocheta. Además de su atractivo debido a esta arquitectura inusual, Las heteroestructuras de nanoalambres y nanoplacas también tienen una atractiva combinación de características, en particular, una gran superficie debido a las nanohojas 2D y el transporte de carga eficiente debido al nanoalambre 1D. Por estas razones, las nuevas nanoestructuras podrían tener aplicaciones en fotovoltaica, supercondensadores, baterías de iones de litio, Optoelectrónica 3D, y detección química.
Copyright 2013 Phys.org
Reservados todos los derechos. Este material puede no ser publicado, transmisión, reescrito o redistribuido total o parcialmente sin el permiso expreso por escrito de Phys.org.
