A medida que continúa la miniaturización de la tecnología, los científicos buscan diseñar materiales a nivel atómico. En Comunicaciones de la naturaleza , investigadores del RIKEN Cluster for Pioneering Research y RIKEN Center for Advanced Photonics, junto a colaboradores, informan sobre una técnica de transferencia en seco para colocar nanotubos de carbono de calidad óptica de manera precisa sin solvente.

Los nanotubos de carbono son un tipo de material prometedor con usos potenciales en aplicaciones como diodos emisores de luz, transistores de un solo electrón, o como fuentes de fotones individuales. Son esencialmente tubos hechos de grafeno retorcido de formas específicas, y la forma en que se retuercen es fundamental para producir las propiedades deseadas. La creación de dispositivos con las propiedades deseadas requiere una manipulación precisa de la posición y orientación de los nanotubos, junto con una propiedad conocida como quiralidad, que esencialmente describe cuánto está retorcido. Es difícil manipular las moléculas con precisión, sin embargo, ya que el uso de disolventes o un tratamiento a alta temperatura inevitablemente deja los nanotubos sucios, obstaculizando sus características ópticas.

Para resolver este problema, los investigadores buscaron una forma de diseñar los nanotubos sin utilizar disolventes. Experimentaron con antraceno, un químico derivado del aceite, como material de sacrificio. Esencialmente, recogieron el nanotubo en un andamio de antraceno para llevarlo a donde quisieran, y luego usó calor para sublimar el antraceno, dejando el nanotubo en una condición ópticamente prístina. También desarrollaron un método para monitorear la fotoluminiscencia de los nanotubos durante la transferencia, asegurarse de que un nanotubo con las propiedades ópticas deseadas se coloque en el lugar correcto.

El grupo confirmó que tras la transferencia en seco, los nanotubos restantes tienen fotoluminiscencia brillante, hasta 5, 000 veces más brillante que la molécula original, una cualidad que los hace ideales para dispositivos ópticos. Además, el grupo pudo colocar con precisión el nanotubo encima de un resonador óptico de tamaño nanométrico, mejorando las propiedades de emisión de luz.

Según Keigo Otsuka del RIKEN Cluster for Pioneering Research, el primer autor del artículo, "Creemos que esta tecnología podría contribuir no solo a la creación de nanodispositivos a partir de nanotubos de carbono con las propiedades deseadas, sino también a la construcción de sistemas de orden superior que se basan en la combinación libre de materiales de la capa atómica y otras nanoestructuras ".

"Más allá de eso, "dice Yuichiro Kato, el líder del grupo, "esta tecnología tiene el potencial de contribuir al desarrollo de tecnologías definidas atómicamente que van más allá de la nanotecnología, en el que materiales con estructuras precisas a nivel atómico se utilizan como bloques de construcción para diseñar y construir funciones que son diferentes a las de los materiales existentes ".