p A síntese de materiais em nanoescala ocorre em laboratórios de alta tecnologia, onde cientistas em trajes de corpo inteiro mantêm cada grão de poeira longe de suas inovações sensíveis. Contudo, cientistas da Universidade de Kiel provaram que isso nem sempre é necessário. Eles foram capazes de transferir com sucesso a experiência do forno para o laboratório, enquanto sintetizam materiais em nanoescala usando tecnologia de chama simples e altamente eficiente. Esse "cozimento" de nanoestruturas já é um grande sucesso com o uso do óxido de zinco. As descobertas recentes se concentram no óxido de estanho, que abre um amplo campo de possíveis novas aplicações. Os cientistas do material publicaram seus dados de pesquisa mais recentes na edição de hoje (sexta-feira, 5 de junho) da renomada revista científica Advanced Electronic Materials. p Os óxidos de metal em massa são geralmente quebradiços, o que limita suas utilizações desejadas. Suas estruturas unidimensionais (1D), como nanoestruturas semelhantes a cintos, exibem muito mais potencial de aplicação por causa de sua alta proporção entre superfície e volume. Esta relação induz propriedades físicas e químicas extraordinárias, incluindo um alto grau de dobrabilidade. "Contudo, As nanoestruturas 1D ainda são difíceis de usar, porque integrá-los em dispositivos reais é uma tarefa desafiadora. Para superar esse problema, desenvolvemos material macroscópico tridimensional (3D) a partir de nanoestruturas semelhantes a um cinto de óxido de estanho 1D. As redes cerâmicas resultantes exibem a maioria das propriedades em nanoescala, incluindo flexibilidade. Portanto, pode ser utilizado livremente para qualquer aplicação desejada. Estamos muito satisfeitos que nosso método de síntese de transporte de chama recentemente introduzido com base em óxido de zinco agora permite a síntese simples de redes 3D interconectadas a partir de óxido de estanho ", diz o Dr. Yogendra Kumar Mishra, líder do grupo de trabalho "Nanomateriais funcionais" na Universidade de Kiel, e principal autor do estudo.

p "A parte fascinante é a estrutura das nanoestruturas semelhantes a um único cinto fornecidas por esta síntese com base na estrutura de cristal de óxido de estanho. Em contraste com a cerâmica produzida com óxido de zinco, o que leva a estruturas de tetrápodes muito curtas, óxido de estanho dá muito tempo, estruturas planas. Eles são como fettucine ", compara o professor Rainer Adelung, Presidente do grupo de Nanomateriais Funcionais. “E esses longos e achatados macarrão crescem juntos de uma maneira muito específica:No forno usado para a síntese, as temperaturas ficam logo abaixo do ponto de fusão do óxido de estanho. Assim, o macarrão encontra pontos de interconexão específicos pela cinética em vez da termodinâmica. Cada junção é forçada em um ângulo bem definido seguindo princípios geométricos estritos, que se baseiam nos chamados defeitos de geminação, conforme confirmado por estudos de simulação ", acrescenta o professor Lorenz Kienle, Presidente do grupo Síntese e Estrutura Real. O projeto estrutural da rede 3D de óxido de estanho, significando o macarrão crescido junto, foi investigado em detalhes usando microscopia eletrônica de transmissão.

p "As redes 3D de óxido de estanho apresentam características interessantes, como eletricamente condutor, estável a altas temperaturas, arquitetura muito suave e elástica, podendo assim ser interessante para diversas aplicações tecnológicas ", diz o Dr. Mishra. Por exemplo, um dispositivo de detecção eletrônico portátil já foi fabricado. E, de acordo com Mishra, ele demonstra um potencial significativo para aplicações de detecção de luz ultravioleta ou gás. "Até agora, testamos aplicações de detecção. Outras aplicações potenciais também podem ser dispositivos eletrônicos flexíveis e extensíveis, atuadores luminescentes, baterias, panos inteligentes ou modelos de sacrifício para o crescimento de novos materiais. "Este trabalho foi realizado em cooperação com o professor Ion Tiginyanu e seus membros da equipe da Universidade Técnica da Moldávia, Moldova.

p Os três cientistas de Kiel sabem:"Desenvolvimento de tais materiais de rede 3D a partir de óxido de estanho, com a geometria determinando defeitos feitos por síntese de transporte de chama na Universidade de Kiel é um passo muito interessante em direção ao futuro do crescimento e aplicações de nanoestruturas. "

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