p Como um material duro e quebradiço, o silício praticamente não tem elasticidade natural. Mas em um novo estudo, pesquisadores demonstraram que o silício amorfo pode ser cultivado em nanofios superelásticos em forma de ferradura que podem sofrer alongamento de mais do que o dobro de seu comprimento original, e ainda mantêm suas excelentes propriedades elétricas. p Os resultados são notícias empolgantes para a área de eletrônicos extensíveis, como eles sugerem que as molas de nanofio de silício podem servir como um material semicondutor extensível para futuro flexível, dispositivos eletrônicos dobráveis. Até aqui, quase todos os eletrônicos extensíveis que foram demonstrados foram feitos de polímero e semicondutores orgânicos, cujas propriedades semicondutoras são inferiores às do silício.

p Os pesquisadores, que são da Universidade de Nanjing, Universidade de Pequim, e CNRS-Ecole Polytechnique, publicaram um artigo sobre seu novo método para o cultivo de molas de silicone extensíveis em uma edição recente da Nano Letras .

p Em esforços anteriores para fabricar silício elástico, alguns dos melhores resultados vieram do uso de litografia por feixe de elétrons. Nesta técnica, silício cristalino ultrafino é gravado em vários padrões, como formas serpentinas e padrões fractais, que dotar o dispositivo de silício resultante com elasticidade. Contudo, A litografia por feixe de elétrons é cara e impraticável para a fabricação de eletrônicos de grandes áreas.

p Como os pesquisadores explicam no novo artigo, um método ideal e relativamente barato para fazer nanofios de silício extensíveis seria semelhante aos métodos de extração de cristal usados ​​para cultivar lingotes de cristal de silício a partir de silício fundido. Nestes métodos, que são amplamente utilizados na indústria de silício, um cristal de semente é mergulhado em silício fundido e lentamente puxado para cima, desenhando com ele um longo lingote de silício cristalino.

p Como explicam os pesquisadores, o novo método é algo como uma nanoescala, versão no plano de puxar cristal. O processo, chamada engenharia de formato de linha, envolve guiar gotículas de índio fundido para se moverem ao longo de uma trilha pré-padronizada que é revestida com silício amorfo. Conforme a gota se move ao longo da trilha, ele absorve silício amorfo e precipita nanofios de silício cristalino.

p Em suas demonstrações, os pesquisadores desenvolveram nanofios de silício cristalino com mais de um milímetro de comprimento em padrões como formatos de ferradura e uma curva de Peano, que já foi mostrado ser um dos melhores padrões fractais para alcançar grande elasticidade. Em trabalhos anteriores, os pesquisadores demonstraram o crescimento guiado de nanofios de silício em linhas retas, mas a capacidade de cultivá-los em padrões fortemente curvos como esses é essencial para alcançar a elasticidade. Testes revelaram que as molas podem ser puxadas para mais do que o dobro de seu comprimento original - quase em linha reta - enquanto mantêm suas propriedades elétricas e recuperam rapidamente sua forma original quando liberadas.

p No futuro, os pesquisadores planejam investigar técnicas para transferir as nanocolas de silício do substrato de crescimento para uma superfície mais macia e mais prática para aplicações. Geral, eles esperam que o método de crescimento demonstrado aqui represente um passo importante para o desenvolvimento de alto desempenho, eletrônicos de silicone extensíveis.

p "Tendo em vista as futuras aplicações industriais, a fabricação pode ser extremamente barata e escalonável, de modo que o tamanho de uma matriz de mola 1D pode ter vários metros de largura e rolar em produção, "co-autor Linwei Yu, na Universidade de Nanjing e na Universidade de Pequim, contado Phys.org . "Nossa visão é definir uma nova tecnologia de wafer, atendendo às necessidades de eletrônicos de grandes áreas, que oferece fabricação em lote, robusto, e canais de silício cristalino extensíveis para incutir bom desempenho na eletrônica flexível emergente. Nosso progresso mais recente demonstrou uma rede autônoma completa dessas molas de silício. Uma aplicação imediata será implantá-los na pele para sensores, bem como dispositivos mecânicos, dispositivos de efeito de campo, e NEMS. Esperançosamente, esses novos resultados sairão em breve. " p © 2018 Phys.org