p (Phys.org) - Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Missouri desenvolveram o que chamam de "um simples, método de uma etapa "para cultivar nanofios de germânio a partir de uma solução aquosa. O processo poderia tornar mais viável o uso de germânio em baterias de íon de lítio. p Os pesquisadores de C&T do Missouri descrevem seu método em "Nanofios de Germânio Eletrodepositados, "um artigo publicado hoje (quinta-feira, 28 de agosto 2014) no site da revista ACS Nano . A abordagem de uma etapa pode levar a uma abordagem mais simples, maneira menos cara de cultivar nanofios de germânio.

p Como um material semicondutor, germânio é superior ao silício, diz o Dr. Jay A. Switzer, Donald L. Castleman / Professor da Fundação para Pesquisa Química da Discover em Missouri S&T. O germânio foi usado até mesmo nos primeiros transistores. Mas é mais caro processar para uso generalizado em baterias, células solares, transistores e outras aplicações, diz Switzer, quem é o pesquisador líder do projeto.

p Switzer e sua equipe tiveram sucesso no cultivo de outros materiais em escala nanométrica por meio da eletrodeposição - um processo que Switzer compara a "cultivar cristais de bala em uma corda". Por exemplo, em 2009 Química de Materiais papel, Switzer e sua equipe relataram que haviam cultivado "nanopérolas" de óxido de zinco - cada uma centenas de vezes menor do que a largura de um cabelo humano - em uma bolacha de silício de cristal único colocada em um copo cheio com uma solução alcalina saturada com íons de zinco.

p Mas cultivar germânio no nível nano não é tão simples. Na verdade, eletrodeposição em uma solução aquosa, como a usada para cultivar as nanoparas de óxido de zinco "é termodinamicamente inviável, "Switzer e sua equipe explicam em seu artigo ACS Nano, "Nanofios de germânio eletrodepositados."

p Portanto, os pesquisadores de C&T do Missouri adotaram uma abordagem diferente. Eles modificaram um processo de eletrodeposição encontrado para produzir nanofios de germânio usando eletrodos de metal líquido. Esse processo, desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Michigan liderados pelo Dr. Stephen Maldonado e conhecido como processo eletroquímico líquido-líquido-sólido (ec-LLS), envolve o uso de um líquido metálico que desempenha duas funções:atua como um eletrodo para fazer a eletrodeposição e como solvente para recristalizar as nanopartículas.

p Switzer e sua equipe aplicaram o processo ec-LLS reduzindo eletroquimicamente o óxido de índio-estanho (ITO) para produzir nanopartículas de índio em uma solução contendo dióxido de germânio, ou Ge (IV). “A nanopartícula de índio em contato com o ITO atua como o eletrodo para a redução do Ge (IV) e também dissolve o Ge reduzido na partícula, "os relatórios da equipe de C&T do Missouri no ACS Nano papel. O germânio então "começa a se cristalizar fora da nanopartícula, permitindo o crescimento do nanofio".

p Os pesquisadores do Missouri S&T testaram o efeito da temperatura para a eletrodeposição, cultivando os nanofios de germânio à temperatura ambiente e a 95 graus Celsius (203 graus Fahrenheit). Eles não encontraram nenhuma diferença significativa na qualidade dos nanofios, embora os nanofios crescidos em temperatura ambiente tivessem diâmetros menores. Switzer acredita que a capacidade de produzir os nanofios em temperatura ambiente por meio desse processo de uma etapa pode levar a uma maneira menos dispendiosa de produzir o material.

p "A alta condutividade (de nanofios de germânio) os torna ideais para aplicações de bateria de íon-lítio, "Switzer diz.