Nanofios, usados ​​em sensores, transistores, dispositivos optoeletrônicos e outros sistemas que exigem precisão subatômica, gostam de ficar juntos. Desembaraçar os fios elétricos pode ser uma tarefa difícil – imagine tentar separar fios com 1/1000 da largura de um fio de cabelo humano. A auto-atração de nanofios tem sido um grande problema para a qualidade e a fabricação eficiente em massa, com o potencial de causar um curto-circuito catastrófico em dispositivos baseados em nanofios, mas pesquisadores na China agora revelaram por que os componentes se agarram uns aos outros.
Eles publicaram seu trabalho em 27 de dezembro de 2021, na Nano Research .

"A força eletrostática, a força capilar ou a força de van der Waals foram consideradas como impulsionadoras da autoatração em nanofios, mas a causa permaneceu discutível devido a desafios experimentais", disse o primeiro autor Junfeng Cui, Dr. Junfeng Cui, Key Laboratory for Precision e Tecnologia de Usinagem Não Tradicional do Ministério da Educação, Dalian University of Technology.

Os nanofios se atraem no ar, mas são muito pequenos para serem examinados minuciosamente sem inspeção microscópica. Os nanofios são normalmente visualizados com um microscópio eletrônico, que usa um feixe de elétrons para visualizar objetos especialmente pequenos – uma variável difícil de corrigir em um material tão sensível a elétrons quanto os nanofios.

É uma pegadinha:os pesquisadores precisam do microscópio para ver como os fios se comportam, mas o microscópio muda seu comportamento. Então, os pesquisadores deram um passo atrás no básico e empregaram um microscópio óptico. Embora não seja capaz de revelar quase tantos detalhes quanto um microscópio eletrônico, um microscópio óptico usa luz visível que não interfere nos nanofios.

Em seguida, eles usaram um manipulador móvel segurando um cabelo de sobrancelha humana para aplicar cola em um nanofio e fixá-lo em um substrato. A cola restante foi usada para prender outro nanofio nos pelos da sobrancelha. Ambos os nanofios foram focalizados no microscópio óptico.

"Conseguimos medir a distância entre dois nanofios individuais e a força atrativa relacionada em tempo real", disse Cui, explicando que eles determinaram a força atrativa estudando como o nanofio desviou de sua posição estacionária. “Os dois nanofios se ligaram instantaneamente quando estavam próximos o suficiente, o que pode ser atribuído à força eletrostática”.

Como um filme plástico grudado na mão de uma pessoa, os elétrons de carga diferente nos dois nanofios aumentaram à medida que a distância diminuiu, encaixando-se um no outro a curta distância. E, como filme plástico, é preciso alguma força para separá-los novamente – força de van der Waals, para ser mais preciso. Uma interação fraca entre átomos próximos uns dos outros, a força de van der Waals pode ser facilmente quebrada exercendo uma força mecânica mais forte para separar os materiais.

"Fornecer uma distância segura é a chave para evitar que os nanofios se amontoem e, possivelmente, curtos-circuitos, levando a acidentes desastrosos, especialmente nos campos de energia aeroespacial e nuclear - mas, por outro lado, a autoatração de nanofios tem grande potencial em aplicações como nanopinças ou interruptores nanoeletromecânicos", disse Cui. "Compreender a autoatração de nanofios é fundamental para fabricar nanofios de alta qualidade e desenvolver dispositivos baseados em nanofios de alto desempenho. Nosso método versátil para identificar e medir a autoatração de nanofios revelou que o comportamento de atração de nanofios pode ser controlado, pois esperava." + Explorar mais

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