p Colaboração de químicos, físicos e cientistas de materiais da Universidade da Pensilvânia criaram um método simples e barato para fazer crescer rapidamente membranas em escala centimétrica de super-redes binárias de nanocristais, ou BNSLs, cristalizando uma mistura de nanocristais em uma superfície líquida. p O estudo demonstra uma maneira nova e espontânea de cultivar membranas BNSL ordenadas de longo alcance com controle rigoroso do tamanho dos nanocristais, forma e concentração combinando dois tipos de nanocristais e montando-os durante um estágio de secagem na superfície de um líquido em condições normais.

p O método supera várias limitações das estratégias de montagem existentes e produz grandes, membranas independentes que podem ser transferidas para qualquer substrato desejado, como bolachas de silício, lâminas de vidro e substratos de plástico, permitindo que os filmes nanocryatalline sejam introduzidos em qualquer estágio no processo de fabricação do dispositivo.

p A equipe demonstrou o potencial de integração desses novos materiais através do crescimento de membranas super-rede em escala milimétrica contendo nanocristais de óxido de ferro de dois tamanhos diferentes e incorporando as membranas em dispositivos magnetorresistivos. As medições mostraram que a magnetorresistência do dispositivo resultante era dependente da estrutura do BNSL e, portanto, controlável.

p As propriedades físicas intrínsecas a esses nanocristais - blocos de construção cristalinos do tamanho de nanômetros - oferecem uma reviravolta moderna nos estudos de montagem interfacial que remontam ao fundador da Penn, Benjamin Franklin, e seus estudos sobre o óleo se espalhando na água na década de 1770.

p Filmes nanocristais de um e vários componentes já estão sob intensa investigação por pesquisadores como facilitadores de novas tecnologias ópticas que vão desde células solares de baixo custo, diodos emissores de luz e fotodetectores e também em sistemas eletrônicos que incluem transistores de efeito de campo e refrigeradores e geradores termoelétricos de estado sólido e tecnologias magnéticas que incluem materiais de gravação magnética e sensores magnéticos e até mesmo como filmes eletrocatalíticos e fotocatalíticos personalizados.

p A co-montagem de dois tipos de nanocrytals em BNSLs fornece um baixo custo, rota modular para programar a automontagem de materiais com combinações precisamente controladas de propriedades. Os avanços nessas montagens interfaciais complexas e as melhorias na transferência de membranas nanocristais de um único componente nos últimos anos aumentaram a expectativa de que esse controle poderia ser estendido a sistemas muito mais complexos.

p Este estudo da Penn estabelece uma rota para membranas BNSLs de grandes áreas independentes com a capacidade adicional de laminá-las em qualquer substrato arbitrário.

p "Fundamentalmente, o crescimento de BNSLs em uma superfície de líquido lançará luz sobre os mecanismos de montagem de nanocristais de múltiplos componentes, que são essenciais para novos conceitos em nanofabricação baseada em automontagem, "disse Christopher B. Murray, o Professor de Química e Ciência de Materiais e Engenharia da Richard Perry University na Penn.

p A pesquisa, financiado pelo Gabinete de Pesquisa do Exército dos EUA e pelo Prêmio National Science Foundation Materials Research, Science and Engineering Centers, é publicado nesta semana Natureza .

p As estratégias existentes para o cultivo de BNSLs envolvem um processo mais complexo de evaporação de uma solução de dois nanocristais em um substrato sólido sob temperatura e pressão cuidadosamente reguladas que influenciam a formação de BNSL. O método sofre de várias limitações, mais notavelmente uma escolha limitada de substrato, nucleação de tamanho micrométrico irregular, ilhas isoladas de BNSLs nos substratos e uma incapacidade de transferi-los uma vez formados.

p "Dado o fato de que esta nova estratégia de montagem é geral para diferentes combinações de nanocristais, prevemos que membranas de BNSLs quasicristalinos e superredes nanocristais ternárias também serão cultivadas por este método, expandindo enormemente os sistemas que podem ser explorados ", disse Murray." Nosso sonho é programar a organização de materiais em todas as escalas de comprimento de nanômetros a milímetros combinando as propriedades físicas desejáveis ​​em vários sistemas em nanoescala. Basicamente, estamos focados em identificar, compreender e otimizar novas interações sinérgicas em nanomateriais e explorar essas propriedades emergentes em novos dispositivos e sistemas. "