p O telúrio envolto em nanotubos de nitreto de boro pode ser tão fino quanto 2 nanômetros e sua capacidade de transporte de corrente supera outros semicondutores existentes. Crédito:Universidade do Texas em Dallas / Qingxiao Wang e Moon Kim
p Tecnologia vestível e tecido eletrônico podem ser o caminho do futuro, mas para chegar lá, a fiação precisa ser forte, flexível e eficiente. p Nanotubos de nitreto de boro (BNNT), estudado por físicos da Michigan Technological University, envolver cadeias atômicas de telúrio como um canudo, que pode ser controlável por luz e pressão. Em colaboração com pesquisadores da Purdue University, Washington University e University of Texas em Dallas, a equipe publicou suas descobertas em
Nature Electronics esta semana.
p Conforme a demanda por dispositivos menores e mais rápidos cresce, cientistas e engenheiros recorrem a materiais com propriedades que podem ser úteis quando os existentes perdem sua força ou não encolhem o suficiente.
p Para tecnologia vestível, pano eletrônico ou dispositivos extremamente finos que podem ser colocados sobre a superfície de xícaras, mesas, trajes espaciais e outros materiais, pesquisadores começaram a ajustar as estruturas atômicas dos nanomateriais. Os materiais que eles testam precisam se dobrar conforme a pessoa se move, mas não vá todo noodly ou snap, além de suportar temperaturas diferentes e ainda fornecer energia suficiente para executar as funções de software que os usuários esperam de seus desktops e telefones. Ainda não chegamos lá com a tecnologia existente ou preliminar - ainda.
p Conforme implícito no "tubo" de sua nanoestrutura, Os BNNTs são vazios no meio. Eles são altamente isolantes e tão fortes e flexíveis quanto um ginasta olímpico. Isso os tornava um bom candidato para combinar com outro material com grande potencial elétrico:telúrio. Amarrado em cadeias da espessura de um átomo, que são nanofios muito finos, e rosqueado através do centro oco dos BNNTs, cadeias atômicas de telúrio tornam-se um minúsculo fio com imensa capacidade de transporte de corrente.
p "Sem essa jaqueta isolante, não seríamos capazes de isolar os sinais das cadeias atômicas. Agora temos a chance de revisar seu comportamento quântico, "Yap disse." Esta é a primeira vez que alguém criou uma chamada cadeia atômica encapsulada onde você pode realmente medi-los. Nosso próximo desafio é tornar os nanotubos de nitreto de boro ainda menores. "
p Um nanofio é uma espécie de canhão solto. Controlar seu comportamento elétrico - ou mesmo apenas entendê-lo - é difícil na melhor das hipóteses quando ele está em contato desenfreado com elétrons voando. Nanofios de telúrio, que é um metalóide semelhante ao selênio e enxofre, espera-se que revele propriedades físicas e eletrônicas diferentes do telúrio em massa. Os pesquisadores só precisavam de uma maneira de isolá-lo, que os BNNTs agora fornecem.
p Os pesquisadores descobriram que um material forma uma hélice semelhante ao DNA quando reduzido a uma cadeia de átomos, como pode ser visto pela linha rosa neste gráfico, encapsulado em um nanotubo. Crédito:Purdue University / Pai-Ying Liao
p "Este material de telúrio é realmente único. Ele constrói um transistor funcional com potencial para ser o menor do mundo, "disse Peide Ye, o pesquisador principal da Purdue University, explicando que a equipe ficou surpresa ao descobrir, por meio de microscopia eletrônica de transmissão na Universidade do Texas em Dallas, que os átomos dessas cadeias unidimensionais se mexem. "Os átomos de silício parecem retos, mas esses átomos de telúrio são como uma cobra. Este é um tipo de estrutura muito original. "
p Os nanofios de telúrio-BNNT criaram transistores de efeito de campo com apenas 2 nanômetros de largura; os atuais transistores de silício no mercado têm entre 10 e 20 nanômetros de largura. A capacidade de transporte de corrente dos novos nanofios atingiu 1,5x10 ^ 8 cm2, que também supera a maioria dos nanofios semicondutores. Uma vez encapsulado, a equipe avaliou o número de cadeias atômicas de telúrio mantidas dentro do nanotubo e olhou para feixes simples e triplos dispostos em um padrão hexagonal.
p Adicionalmente, os nanofios preenchidos com telúrio são sensíveis à luz e pressão, outro aspecto promissor para a eletrônica do futuro. A equipe também envolveu os nanofios de telúrio em nanotubos de carbono, mas suas propriedades não são mensuráveis devido à natureza condutora ou semicondutora do carbono.
p Embora os nanofios de telúrio tenham sido capturados dentro dos BNNTs, como um vaga-lume em uma jarra, muito do mistério permanece. Antes que as pessoas comecem a usar camisetas de telúrio e botas com cordão BNNT, a natureza dessas cadeias atômicas precisa ser caracterizada antes que seu potencial completo para tecnologia vestível e tecido eletrônico possa ser realizado.