A los nanocables, utilizados en sensores, transistores, dispositivos optoelectrónicos y otros sistemas que requieren precisión subatómica, les gusta mantenerse unidos. Desenredar los cables eléctricos puede ser una tarea difícil:imagine tratar de separar los cables 1/1000 del ancho de un cabello humano. La autoatracción de los nanocables ha sido un problema importante para la calidad y la fabricación a granel eficiente, con el potencial de provocar un cortocircuito catastrófico en los dispositivos basados ​​en nanocables, pero los investigadores en China ahora han revelado por qué los componentes se adhieren entre sí.

Publicaron su trabajo el 27 de diciembre de 2021 en Nano Research .

"La fuerza electrostática, la fuerza capilar o la fuerza de van der Waals se han considerado como impulsores de la autoatracción en los nanocables, pero la causa sigue siendo discutible debido a los desafíos experimentales", dijo el primer autor Junfeng Cui, Dr. Junfeng Cui, Key Laboratory for Precision. y tecnología de mecanizado no tradicional del Ministerio de Educación, Universidad Tecnológica de Dalian.

Los nanocables se atraen entre sí en el aire, pero son demasiado pequeños para examinarlos a fondo sin una inspección microscópica. Los nanocables suelen obtener imágenes con un microscopio electrónico, que utiliza un haz de electrones para visualizar sujetos especialmente pequeños, una variable que es difícil de corregir en un material tan sensible a los electrones como los nanocables.

Es un catch-22:los investigadores necesitan el microscopio para ver cómo se comportan los cables, pero el microscopio cambia su comportamiento. Entonces, los investigadores dieron un paso atrás a lo básico y emplearon un microscopio óptico. Si bien no puede revelar tantos detalles como un microscopio electrónico, un microscopio óptico usa luz visible que no interfiere con los nanocables.

A continuación, utilizaron un manipulador móvil que sostenía un vello de una ceja humana para aplicar pegamento a un nanocable y fijarlo a un sustrato. El pegamento sobrante se usó para unir otro nanocable al vello de la ceja. Ambos nanocables se enfocaron en el microscopio óptico.

"Pudimos medir la distancia entre dos nanocables individuales y la fuerza de atracción relacionada en tiempo real", dijo Cui, explicando que determinaron la fuerza de atracción al estudiar cómo el nanocable se desviaba de su posición estacionaria. "Los dos nanocables se unieron entre sí instantáneamente cuando estaban lo suficientemente cerca, lo que puede atribuirse a la fuerza electrostática".

Como una envoltura de plástico que se pega a la mano de una persona, los electrones con carga diferente en los dos nanocables aumentaron a medida que disminuía su distancia, rompiéndose entre sí a corta distancia. Y, como una envoltura de plástico, se necesita algo de fuerza para separarlos de nuevo, la fuerza de van der Waals, para ser precisos. Una interacción débil entre átomos cerca uno del otro, la fuerza de van der Waals se puede romper fácilmente ejerciendo una fuerza mecánica más fuerte para separar los materiales.

"Proporcionar una distancia segura es la clave para evitar que los nanocables se amontonen y posiblemente se produzcan cortocircuitos que provoquen accidentes desastrosos, especialmente en los campos de la energía aeroespacial y nuclear, pero, por otro lado, la autoatracción de los nanocables tiene un gran potencial en aplicaciones tales como nanopinzas o interruptores nanoelectromecánicos", dijo Cui. "Comprender la autoatracción de los nanocables es clave para fabricar nanocables de alta calidad y desarrollar dispositivos basados ​​en nanocables de alto rendimiento. Nuestro método versátil para identificar y medir la autoatracción de los nanocables reveló que el comportamiento de atracción de los nanocables se puede controlar, ya que esperado." + Explora más

Investigadores demuestran técnica para reciclar nanocables en electrónica