Designer de nanomateriais sob demanda:cientistas relatam método universal para a criação de compostos em nanoescala
p Essas imagens do microscópio eletrônico de transmissão mostram (a) o arranjo original de nanobastões de sulfeto de cádmio e (b) um composto feito de sulfeto de cádmio e o calcogeneto de sulfeto de cobre. No composto, a ordenação das nanopartículas é mantida, mas o espaçamento entre as partículas diminui. Crédito:Delia Milliron, Berkeley Lab
p Compósitos são combinações de materiais que produzem propriedades inacessíveis em qualquer material. Um exemplo clássico de um composto é a fibra de vidro - fibras plásticas tecidas com vidro para adicionar força aos tacos de hóquei ou ao casco de um barco. Ao contrário das técnicas bem estabelecidas para a produção de fibra de vidro e outros compósitos em macroescala, Contudo, não há esquemas gerais disponíveis para fazer compostos em nanoescala. p Agora, pesquisadores da Fundição Molecular do Berkeley Lab, em colaboração com o pesquisador da Universidade da Califórnia, Berkeley, mostraram como nanocompósitos com propriedades desejadas podem ser projetados e fabricados pela primeira montagem de nanocristais e nanobastões revestidos com moléculas orgânicas curtas, chamados ligantes. Esses ligantes são então substituídos por grupos de calcogenetos metálicos, como sulfeto de cobre. Como resultado, os clusters se ligam aos blocos de construção nanocristais ou nanobastões e ajudam a criar um nanocompósito estável. A equipe aplicou este esquema a mais de 20 combinações diferentes de materiais, incluindo esferas nanocristais compactadas para materiais termoelétricos e nanobastões alinhados verticalmente para células solares.
p "Estamos apenas começando a entender como a combinação de materiais em nanoescala pode abrir novas possibilidades para propriedades eletrônicas e tecnologias de energia eficientes, "disse Delia Milliron, Diretor da Instalação de Nanoestruturas Inorgânicas da Fundição Molecular. "Este novo processo de fabricação de nanocompósitos inorgânicos nos dá uma capacidade sem precedentes para ajustar a composição e controlar a morfologia."
p Os pesquisadores antecipam a demanda dos usuários que buscam esta última adição ao arsenal de recursos de síntese de materiais da Foundry, como esta abordagem de combinação e combinação de nanocompósitos poderia ser usada em uma lista infinita de aplicações, incluindo materiais para usos populares como eletrodos de bateria, fotovoltaica e armazenamento eletrônico de dados.
p "A beleza do nosso método não é apenas a flexibilidade das composições que podem ser alcançadas, mas a facilidade com que isso pode ser feito. Nenhum equipamento especializado é necessário, uma variedade de substratos pode ser usada e o processo é escalonável, "disse Ravisubhash Tangirala, um pesquisador de pós-doutorado da Foundry que trabalha com a Milliron.