(PhysOrg.com) - Pesquisadores da North Carolina State University desenvolveram um método fácil e barato para a montagem de nanofios, controlando seu alinhamento e densidade. Os pesquisadores esperam que as descobertas fomentem pesquisas adicionais em uma gama de aplicações de dispositivos que usam nanofios, de nanoeletrônica a nanosensores, especialmente em substratos não convencionais, como borracha, plástico e papel.

"O alinhamento é um primeiro passo crítico para o desenvolvimento de dispositivos que usam nanofios, "diz o Dr. Yong Zhu, professor assistente de engenharia mecânica e aeroespacial na NC State e co-autor de um artigo que descreve a pesquisa. "Esperamos que nosso método simples e econômico facilite a pesquisa neste campo."

Alinhar nanofios é um desafio porque, quando eles são criados, o usuário se depara com uma profusão de fios em nanoescala orientados aleatoriamente que são, por definição, incrivelmente pequeno. Por exemplo, os nanofios têm entre 10 e 100 nanômetros de diâmetro, enquanto um glóbulo branco tem aproximadamente 10, 000 nanômetros de diâmetro. Antes que qualquer aplicação prática possa ser realizada, o usuário deve montar os nanofios de maneira ordenada. Especificamente, os usuários precisam alinhar os nanofios em uma direção comum e definir sua densidade - ou seja, o número de nanofios em uma determinada área. O controle do alinhamento e da densidade é comumente chamado de "montagem" dos nanofios.

No novo método, A equipe de Zhu depositou os nanofios em um substrato de borracha esticado, e então liberou a tensão no substrato. Quando os nanofios assentaram, eles se alinhavam em um ângulo reto de onde vinha a tensão. Imagine um elástico sendo esticado para leste e oeste. Se os nanofios foram colocados no elástico, e a banda pôde voltar à sua forma original, os nanofios seriam orientados para o norte e para o sul. Quanto mais o substrato de borracha é esticado, quanto mais alinhados os nanofios ficarão, e maior será a densidade do nanofio.

Pesquisas anteriores apresentaram vários outros métodos de montagem de nanofios. Mas o novo método oferece várias vantagens distintas. "Nosso método é econômico, "diz Feng Xu, um Ph.D. estudante trabalhando neste projeto, "porque é tão simples. Também pode ser usado para nanofios sintetizados por diferentes métodos ou processados ​​em diferentes condições, por exemplo, nanofios de prata sintetizados em solução e nanofios de silício sintetizados pelo método vapor-líquido-sólido, como demonstrado em nosso trabalho. "Além disso, o novo método pode ser usado em conjunto com métodos anteriores para obter uma montagem de nanofios ainda melhor.

O uso de um substrato de borracha neste método facilita a ampla pesquisa e setores de manufatura. Por exemplo, um elemento chave da pesquisa em nanoeletrônica extensível envolve o alinhamento de nanofios em um substrato de borracha extensível. De forma similar, borracha também é o material usado como "carimbos" na impressão por transferência - um método crítico de fabricação usado na fabricação de nanodispositivos em diversos substratos que variam de silício a vidro e plástico.

Zhu observa que a etapa inicial do método, quando os nanofios são depositados pela primeira vez na borracha esticada, às vezes produz um grau inconsistente de alinhamento do nanofio. A equipe está atualmente trabalhando para entender a mecânica de interface fundamental - incluindo adesão e atrito estático - entre nanofios e substratos de borracha, o que se espera que leve a um melhor controle do processo de montagem e, portanto, a um maior rendimento da montagem do nanofio.