La síntesis de materiales a nanoescala se lleva a cabo en laboratorios de alta tecnología, donde los científicos con trajes de cuerpo entero mantienen cada grano de polvo alejado de sus sensibles innovaciones. Sin embargo, Los científicos de la Universidad de Kiel demostraron que esto no siempre es necesario. Han podido transferir con éxito la experiencia del horno al laboratorio mientras sintetizan materiales a nanoescala utilizando tecnología de llama simple y altamente eficiente. Esta "cocción" de nanoestructuras ya ha sido un gran éxito utilizando óxido de zinc. Los hallazgos recientes se concentran en el óxido de estaño, lo que abre un amplio campo de posibles nuevas aplicaciones. Los científicos de materiales publicaron sus últimos datos de investigación en la edición de hoy (viernes, 5 de junio) de la reconocida revista científica Advanced Electronic Materials.

Los óxidos metálicos a granel son generalmente frágiles, lo que limita sus utilizaciones deseadas. Sus estructuras unidimensionales (1D), como nanoestructuras en forma de cinturón, exhiben mucho más potencial de aplicación debido a su alta relación superficie / volumen. Esta relación induce propiedades físicas y químicas extraordinarias, incluyendo un alto grado de flexibilidad. "Sin embargo, Las nanoestructuras 1D siguen siendo difíciles de usar, porque integrarlos en dispositivos reales es una tarea desafiante. Para superar este problema, Hemos desarrollado material macroscópico tridimensional (3D) a partir de nanoestructuras en forma de cinturón de óxido de estaño 1D. Las redes cerámicas resultantes exhiben la mayoría de las propiedades a nanoescala, incluida la flexibilidad. Por lo tanto, se puede utilizar libremente para cualquier aplicación deseada. Estamos muy contentos de que nuestro método de síntesis de transporte de llama recientemente introducido sobre la base de óxido de zinc ahora permita la síntesis simple de redes 3D interconectadas a partir de óxido de estaño ", dice el Dr. Yogendra Kumar Mishra, líder de grupo del grupo de trabajo "Nanomateriales funcionales" en la Universidad de Kiel, y autor principal del estudio.

"La parte fascinante es la estructura de las nanoestructuras simples en forma de cinturón entregadas por esta síntesis sobre la base de la estructura cristalina de óxido de estaño. En contraste con la cerámica producida con óxido de zinc, lo que conduce a estructuras tetrápodas muy cortas, el óxido de estaño da mucho tiempo, estructuras planas. Son como fettucine ", compara al profesor Rainer Adelung, Presidenta del grupo de Nanomateriales Funcionales. "Y estos fideos largos y planos crecen juntos de una manera muy específica:en el horno utilizado para la síntesis, las temperaturas permanecen justo por debajo del punto de fusión del óxido de estaño. Por lo tanto, los fideos encuentran puntos de interconexión específicos por cinética en lugar de termodinámica. Cada unión se fuerza en un ángulo bien definido siguiendo estrictos principios geométricos, que se basan en los llamados defectos de hermanamiento, como lo confirman los estudios de simulación ", añade el profesor Lorenz Kienle, Presidenta del grupo de Síntesis y Estructura Real. El diseño estructural de la red 3D de óxido de estaño, es decir, los fideos crecidos juntos, fue investigado en detalle utilizando microscopía electrónica de transmisión.

"Las redes 3D de óxido de estaño exhiben características interesantes, tales como conductores de electricidad, estable a altas temperaturas, arquitectura muy suave y elástica, y por tanto podría ser interesante para varias aplicaciones tecnológicas ", dice el Dr. Mishra. Por ejemplo, ya se ha fabricado un dispositivo de detección electrónico portátil. Y, según Mishra, Demuestra un potencial significativo para aplicaciones de detección de gas o luz ultravioleta. "Hasta ahora, hemos probado aplicaciones de detección. Otras aplicaciones potenciales también podrían ser dispositivos electrónicos flexibles y extensibles, actuadores luminiscentes, baterías telas inteligentes o plantillas de sacrificio para el crecimiento de nuevos materiales ". Este trabajo se ha realizado en cooperación con el profesor Ion Tiginyanu y los miembros de su equipo de la Universidad Técnica de Moldavia, Moldavia.

Los tres científicos de Kiel saben:"El desarrollo de tales materiales de red 3D a partir de óxido de estaño, con la geometría que determina los defectos producidos por la síntesis de transporte de llama en la Universidad de Kiel es un paso muy interesante hacia el futuro del crecimiento y las aplicaciones de nanoestructuras ".