ساخت رشته‌های نانویی که برق را به خوبی عبور می‌دهد

محققان دانشگاه متروپولیتن توکیو با موفقیت اتم‌های فلزی ایندیوم را به صورت نانوالیاف کلکوژنید فلزی انتقالی ایجاد کردند.

کد خبر: ۱۰۶۵۴۳۵

شنبه - ۲۰ اسفند ۱۴۰۱ / March 11, 2023

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان دانشگاه متروپولیتن توکیو با موفقیت اتم‌های فلزی ایندیوم را به صورت نانوالیاف کلکوژنید فلزی انتقالی ایجاد کردند. ردیف‌های اتم‌ها قادر به ایجاد یک نانوساختار منحصر به فرد بودند. یکی از ویژگی‌های این رشته‌ها، امکان عبور جریان الکتریسیته از آن‌ها بود.

از طریق شبیه‌سازی‌ها و اندازه گیری ویژگی‌های این نانوالیاف بررسی شد و دانشمندان دریافتند که این رشته‌ها دارای خواص فلزی هستند. این نتایج راه را برای کاربرد آن‌ها به عنوان نانوسیم‌های انعطاف‌پذیر هموار می‌کنند.

سیم‌های اتمی کالکوژنید‌های فلزی انتقال (TMC) نانوساختار‌های متشکل از یک فلز انتقال و یک عنصر گروه ۱۶ مانند گوگرد، سلنیوم و تلوریم هستند. آن‌ها می‌توانند خود را به صورت طیف گسترده‌ای از ساختار‌ها با ابعاد مختلف مونتاژ کنند و خود را در قلب یک انقلاب در بخش نانومواد قرار دهند که در سال‌های اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است.

به‌طور خاص، یک کلاس از سازه‌های TMC سه‌بعدی توجه خاصی را به خود جلب کرده است، این گروه متشکل از بسته‌های نانوالیاف TMC بوده که توسط اتم‌های فلزی در بین الیاف نگهداری می‌شوند، همه این اتم‌ها در بخش مقطع خود یک شبکه مرتب شده را تشکیل می‌دهند. بسته به انتخاب فلز، این ساختار‌ها حتی می‌تواند به یک ابررسانا تبدیل شود. علاوه بر این، با نازک شدن بسته‌ها، می‌توان آن‌ها را به ساختار‌های انعطاف‌پذیر تبدیل کرد که الکتریسته را هدایت کند، این ویژگی باعث می‌شود نانوساختار‌های TMC به‌عنوان کاندیدای اصلی برای استفاده به‌عنوان سیم‌کشی در مقیاس‌های نانویی استفاده شوند. با این حال، تبدیل این ساختار‌ها به الیاف نازک دشوار بوده است.

تیمی به سرپرستی استادیار یوسوکه ناکانیشی و دانشیار یاسومیتسو میاتا در حال مطالعه روش‌های سنتز نانوساختار‌های TMC است. در کار اخیر خود، آن‌ها نشان دادند که می‌توانند بسته‌های طویل و نازک TMC (بدون فلز) را تولید کنند. اکنون، آن‌ها از یک واکنش فاز بخار برای چیدمان اتمی ایندیوم در بسته‌های نازک تلورید تنگستن استفاده کرده‌اند.

آن‌ها با موفقیت در تولید مقادیر زیادی از این بسته‌های TMC به صورت رشته‌ای، به بررسی خواص نانوسیم‌های جدید خود پرداختند. آن‌ها دریافتند که این ساختار با دسته‌های توده‌ای از نانوالیاف کمی متفاوت هستند، به این ترتیب که ردیف‌های متقابل باعث شده است که نانوالیاف کمی در مورد محور آن بچرخد.

روش این تیم نه به ایندیوم و تنگستن تلورید و نه به این ساختار خاص محدود می‌شود. آن‌ها امیدوارند که کارشان فصل جدیدی را برای توسعه نانومواد و مطالعه خصوصیات منحصر به فرد آن‌ها باز کند.