Novo método de produção de cristal de fulereno 50 vezes mais rápido que o antecessor
p (a) Foto do FFMP produzido na placa de quartos e (b) - (d) imagens do microscópio eletrônico de varredura das amostras. Crédito:Universidade Nacional de Yokohama
p Pesquisadores da Universidade Nacional de Yokohama e da Universidade de Electro-Communications no Japão desenvolveram uma técnica altamente eficiente para produzir um cristal de fulereno único, denominado micropilar aletado de fulereno (FFMP), que é de uso significativo para eletrônicos de última geração. p O fulereno é uma escolha popular para o desenvolvimento de tecnologias não apenas devido ao seu pequeno tamanho, também é muito durável e contém propriedades semicondutoras, tornando-o um bom candidato em dispositivos como transistores de efeito de campo, células solares, materiais supercondutores, e sensores químicos. O material está em uso agora, Contudo, é difícil de manusear porque o fulereno é nanoescala e geralmente vem em um estado pulverulento. Como solução para este problema, cristais de fulereno unidimensionais são produzidos e usados.
p "A produção de cristais de fulereno unidimensionais requer habilidades especializadas e leva vários dias com métodos de produção típicos. Neste estudo, conseguimos desenvolver um método de fabricação muito simples usando um processo de recozimento, "disse o Dr. Takahide Oya, Professor associado da Universidade Nacional de Yokohama e autor correspondente do estudo.
p Em um artigo publicado em
Relatórios Científicos em novembro de 2020, a equipe detalha como eles utilizaram um pequeno aparelho de aquecimento que aceitava o fulereno e o aquecia a uma temperatura de 1, 173 Kelvin por cerca de uma hora. O fulereno originalmente depositado no aparelho de aquecimento se decristaliza devido ao calor e, subsequentemente, recristaliza quando a temperatura diminui. Este processo geral, conhecido como recozimento, é cinquenta vezes mais rápido do que a técnica mais antiga de produção de cristais de fulereno.
p "Usando nosso método, a produção em massa de cristais de fulereno unidimensionais pode ser produzida em uma hora. Os cristais de fulereno produzidos que chamamos de 'micropilar de aletas de fulereno (FFMP)' têm uma estrutura distinta, "disse Oya.
p (a) Foto do FFMP produzido na placa de quartos e (b) - (d) imagens do microscópio eletrônico de varredura das amostras. Crédito:Universidade Nacional de Yokohama
p A equipe também está confiante de que os cristais de fulereno produzidos neste novo, processo de produção mais eficiente terá qualidades semelhantes aos cristais de fulereno, como nanowhiskers de fulereno produzidos usando os métodos mais antigos.
p "Espera-se que o FFMP tenha condutividade elétrica e funcionalidade de semicondutor tipo n, "Oya disse.
p Mais testes são necessários para confirmar que o FFMP realmente retém as qualidades tão úteis para implementação eletrônica, mas resultados positivos podem significar células solares com eficiência muito maior, circuitos extremamente pequenos integrados em dispositivos flexíveis, por exemplo.
p A equipe já examinou este recozimento em diferentes condições ambientais, temperaturas, e tempo de aquecimento. Tendo estudado o processo, a equipe agora tem como objetivo caracterizar o FFMP no contexto de um componente elétrico. "Como a próxima etapa deste estudo, confirmar e obter a condutividade elétrica e a funcionalidade do semicondutor tipo n é esperada, porque o fulereno comum tem tais propriedades. Além disso, o desenvolvimento de 'nano pilar com aletas de fulereno (FFNP)' modificando o processo também é esperado. Acreditamos que FFMPs (ou FFNPs) serão úteis para transistores de efeito de campo, fotovoltaica orgânica, e assim por diante no futuro próximo, "disse Oya.
p Esta não será a primeira vez que Oya e sua equipe enfrentam uma especial, materiais de pequena escala para uso em eletrônica.
p “Já temos uma técnica para fazer nanotubos de carbono, ou CNT - material de nano-carbono unidimensional - papéis compostos e fios / têxteis compostos de CNT como materiais compostos de CNT exclusivos, "disse Oya." Portanto, iremos desenvolver materiais compostos FFMP juntamente com suas aplicações. Acreditamos que os compósitos FFMP úteis (e a combinação com compósitos CNT) serão usados em nossa vida diária em um futuro próximo. "