Conforme a miniaturização da tecnologia continua, os cientistas estão tentando projetar materiais em nível atômico. No Nature Communications , pesquisadores do RIKEN Cluster for Pioneering Research e RIKEN Center for Advanced Photonics, junto com colaboradores, relatam uma técnica de transferência a seco para posicionar nanotubos de carbono de qualidade óptica de maneira precisa, sem solvente.

Nanotubos de carbono são um tipo de material promissor, com potencial de uso em aplicações como diodos emissores de luz, transistores de elétron único, ou como fontes de fóton único. Eles são essencialmente tubos feitos de grafeno torcido de maneiras específicas, e a maneira como são torcidos é crítica para produzir as propriedades desejadas. A criação de dispositivos com as propriedades desejadas requer manipulação precisa da posição e orientação dos nanotubos, junto com uma propriedade conhecida como quiralidade, que descreve essencialmente o quanto é distorcido. É difícil manipular as moléculas com precisão, Contudo, já que o uso de solventes ou tratamento de alta temperatura inevitavelmente deixa os nanotubos sujos, dificultando suas características ópticas.

Para resolver este problema, os pesquisadores procuraram uma maneira de projetar os nanotubos sem usar solventes. Eles experimentaram com antraceno, um produto químico derivado do petróleo, como um material de sacrifício. Essencialmente, eles pegaram o nanotubo em um andaime de antraceno para carregá-lo para onde quisessem, e então usou calor para sublimar o antraceno, deixando o nanotubo em uma condição opticamente primitiva. Eles também desenvolveram um método para monitorar a fotoluminescência dos nanotubos durante a transferência, garantindo que um nanotubo com as propriedades ópticas desejadas seria colocado em um local correto.

O grupo confirmou que após a transferência a seco, os nanotubos restantes têm fotoluminescência brilhante, Até 5, 000 vezes mais brilhante que a molécula original, uma qualidade que os torna ideais para dispositivos ópticos. Além disso, o grupo foi capaz de posicionar com precisão o nanotubo em cima de um ressonador óptico nanométrico, aumentando as propriedades de emissão de luz.

De acordo com Keigo Otsuka do RIKEN Cluster for Pioneering Research, o primeiro autor do artigo, “Acreditamos que esta tecnologia pode contribuir não só para a criação de nanodispositivos a partir de nanotubos de carbono com as propriedades desejadas, mas também para a construção de sistemas de ordem superior baseados na combinação livre de materiais da camada atômica e outras nanoestruturas. "

"Além disso, "diz Yuichiro Kato, o líder do grupo, “esta tecnologia tem o potencial de contribuir para o desenvolvimento de tecnologias definidas atomicamente que vão além da nanotecnologia, em que materiais com estruturas precisas no nível atômico são usados ​​como blocos de construção para projetar e construir funções que são diferentes daquelas dos materiais existentes. "