p Uma equipe de pesquisa da Case Western Reserve University descobriu que catalisadores de ouro em forma de cubo, triângulo, ou outras estruturas de ordem superior desenvolvem nanofios cerca de duas vezes mais rápido e duas vezes mais longo em comparação com os fios crescidos com os catalisadores de formato esférico mais típicos. p Esta descoberta pode ser útil para outros cientistas que estão cultivando nanofios para construir sensores com rapidez suficiente para detectar mudanças nas células vermelhas e brancas do sangue. Esses sensores, por sua vez, podem ajudar a identificar várias formas de câncer no corpo. Os fios são tão pequenos - tão pequenos quanto um-5, 000º da largura de um cabelo humano - eles também poderiam ser usados ​​para construir a próxima geração de chips de computador "invisíveis".

p Xuan Gao, professor assistente de física, e R. Mohan Sankaran, professor associado de engenharia química, descrever seu trabalho no jornal, "Shape-Controlled Au Particles for InAs Nanowire Growth, "publicado no jornal Nano Letras .

p Sua equipe de pesquisa incluiu os alunos de graduação da Case Western Reserve, Pin Ann Lin e Dong Liang, e a aluna da Hathaway Brown Upper School Samantha Reeves.

p Os pesquisadores testaram o crescimento usando os catalisadores de formato preferencial e esféricos sob condições idênticas para descartar erros nas comparações.

p Eles sugerem que o modelo há muito aceito de vapor-líquido-sólido, ou VLS, o crescimento está incompleto, e que mais testes são necessários para compreender totalmente o processo.

p Aqui está o porquê:os pesquisadores descobriram que os nanofios crescidos com o catalisador triangular têm uma camada muito mais espessa do metal índio do que o modelo de crescimento de nanofios VLS prevê.

p A descoberta sugere uma correlação entre a concentração de índio e o aumento do crescimento. A equipe fez a descoberta quando eles irradiaram elétrons nos nanofios para liberar raios-x de alta energia, um processo denominado espectroscopia de raios-X de dispersão de energia. A magnitude dessas explosões de energia foi usada para determinar as propriedades químicas dos nanofios.

p Para crescer nanofios, os pesquisadores combinaram elementos como índio e arsênico, das linhas 4 e 5 da tabela periódica de elementos. Os elementos dessas linhas se ligam à partícula de ouro para criar um semicondutor que não permite grande fluxo de corrente elétrica nem impede muito seu fluxo. Isso é chamado de "método de baixo para cima", que Gao descreve como verdadeiramente "cultivar uma planta a partir de uma semente".

p Os nanofios também podem ser feitos "de cima para baixo" com cortes precisos em um grande pedaço de material semicondutor, reduzindo-o a uma minúscula estrutura de fios.

p A desvantagem disso, Sankaran explica, é que fios de corte menores do que cerca de 45 nm, que é o padrão atual em chips de computador, "é impossível se estivermos usando uma máquina. Mas se fôssemos cultivar os fios a partir de compostos químicos, poderíamos torná-los tão pequenos quanto 10 nm, o que significa que poderíamos colocar mais fios em um espaço menor para maior velocidade. "

p No entanto, o método de baixo para cima produz apenas fios em cachos, ao contrário das grandes estruturas entrelaçadas feitas do método de corte de cima para baixo. O desafio é combinar fios cultivados quimicamente de forma que funcionem em eletrônicos complexos, como chips de computador ou sensores altamente sensíveis.

p Tanto Gao quanto Sankaran descrevem seus esforços de pesquisa como verdadeiramente colaborativos. Sankaran faz catalisadores de diferentes formas para fazer crescer os nanofios, e Gao testa as propriedades desses fios e os conecta a possíveis usos no campo.

p Esta dupla planeja continuar explorando a correlação entre a forma do catalisador e outras características estruturais dos fios, a fim de desenvolver ainda mais o modelo VLS, e se aproximar da implementação de nanofios em novas tecnologias.