Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han utilizado plantillas de nanotubos de carbono para producir nanocables de monocalcogenuro de metal de transición (TMM), que tienen solo 3 átomos de ancho de diámetro. Estos son 50 veces más largos que los intentos anteriores y se pueden estudiar de forma aislada, preservando las propiedades de los objetos atómicamente cuasi "1D". El equipo vio que los cables individuales se retorcían cuando se perturbaban, lo que sugiere que los nanocables aislados tienen propiedades mecánicas únicas que podrían aplicarse a la conmutación en nanoelectrónica.

Los materiales bidimensionales han pasado de la curiosidad teórica a la aplicación en la vida real en menos de dos décadas; el ejemplo más conocido de estos, grafeno consta de láminas bien ordenadas de átomos de carbono. Aunque estamos lejos de aprovechar todo el potencial del grafeno, su notable conductividad eléctrica y térmica, Las propiedades ópticas y la resiliencia mecánica ya han dado lugar a una amplia gama de aplicaciones industriales. Los ejemplos incluyen soluciones de almacenamiento de energía, biosensor, e incluso sustratos para tejidos artificiales.

Todavía, a pesar de la exitosa transición de 3D a 2D, la barrera que separa 2D y 1D ha sido mucho más difícil de superar. Una clase de materiales conocidos como monocalcogenuros de metales de transición (TMM, metal de transición + elemento del grupo 16) han recibido un interés particular como posible nanoalambre en nanoelectrónica de precisión. Los estudios teóricos existen desde hace más de 30 años, y los estudios experimentales preliminares también han tenido éxito en la fabricación de pequeñas cantidades de nanocables, pero estos generalmente estaban agrupados, demasiado corto, mezclado con material a granel o simplemente de bajo rendimiento, particularmente cuando se trataba de técnicas de precisión, p. ej. litografía. La agrupación fue particularmente problemática; fuerzas conocidas como fuerzas de van der Waals obligarían a los alambres a agregarse, enmascarando eficazmente todas las propiedades únicas de los cables 1D a los que uno podría querer acceder y aplicar.

Ahora, un equipo dirigido por el profesor asistente Yusuke Nakanishi de la Universidad Metropolitana de Tokio ha logrado producir grandes cantidades de nanocables individuales bien aislados de TMM. Usaron diminutos rollos abiertos de carbono de una sola capa, o nanotubos de carbono (CNT), para moldear el ensamblaje y la reacción del molibdeno y el telurio en cables de un vapor. Tuvieron éxito en producir cables individuales aislados de TMM, que tenían solo 3 átomos de espesor y cincuenta veces más largos que los fabricados con los métodos existentes. También se demostró que estos "tubos de ensayo" de CNT de tamaño nanométrico no estaban unidos químicamente a los cables, preservando eficazmente las propiedades esperadas de los alambres TMM aislados. En tono rimbombante, efectivamente "protegieron" los cables entre sí, permitiendo un acceso sin precedentes a cómo se comportan estos objetos 1D de forma aislada.

Mientras se obtienen imágenes de estos objetos mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM), el equipo descubrió que estos cables exhibían un efecto de torsión único cuando se exponían a un haz de electrones. Este comportamiento nunca se había visto antes y se espera que sea exclusivo de los cables aislados. La transición de una estructura recta a una retorcida puede ofrecer un mecanismo de conmutación novedoso cuando el material se incorpora a circuitos microscópicos. El equipo espera que la capacidad de fabricar nanocables 1D bien aislados pueda ampliar significativamente nuestra comprensión de las propiedades y los mecanismos detrás de la función de los materiales 1D.