Ricercatori della Fudan University di Shanghai, L'Istituto nazionale giapponese per la scienza dei materiali e il Centro per la scienza dei materiali di QUT hanno pubblicato lo studio, "Singoli fili d'argento atomici stabili che si assemblano in un nanoarray collegabile a circuiti, "nel diario Comunicazioni sulla natura .

Negli ultimi due decenni, i ricercatori che desiderano sviluppare nanodispositivi raramente sono riusciti a creare lunghi fili atomici assemblati in una matrice orientata in modo coerente, Inoltre, tali fili sono stati instabili in qualsiasi cosa al di fuori del vuoto.

In questo progetto, come spiega il professor Dmitri Golberg di QUT, i ricercatori hanno scoperto di avere un successo sorprendente quando non hanno provato a creare un filo, atomo per atomo, dentro un vuoto.

I ricercatori hanno messo nanoparticelle di argento all'esterno di minuscole nanobarre che hanno canali all'interno.

"Quando lo facciamo nel vuoto, o in qualche atmosfera inerte come fanno di solito le persone, non succede niente, "Ha detto il professor Golberg.

"Ma lo abbiamo fatto nell'aria. Gli atomi delle particelle d'argento si sono diffusi molto velocemente e si sono diffusi all'interno dei canali".

Il risultato atteso, Il professor Golberg ha detto, in un esperimento come questo l'argento reagirebbe con l'ossigeno nell'aria e formerebbe ossido d'argento.

"Anziché, gli atomi entrano nei canali per accomodarsi e formare queste piccole stringhe.

"Non era intenzionale, non era previsto per fare fili, " Egli ha detto.

Il professor Golberg ha detto che il processo era come gocce d'acqua che passano attraverso un setaccio, e il risultato è stato che i fili, sottile come un solo atomo, formato all'interno dei canali in un processo di auto-organizzazione, con fino a 200 stringhe in ogni canale.

I ricercatori hanno quindi collegato i nanofili agli elettrodi e hanno fatto passare una corrente attraverso il filo, aspettandosi che si comporti come un metallo in quella corrente dovrebbe aumentare all'aumentare della tensione.

"Ma a una certa temperatura, il materiale è diventato un isolante. Questo non è comune per l'argento e si chiama transizione isolante metallico, "Ha detto il professor Golberg.

"Questa è una transizione piuttosto interessante in fisica.

"E questo è un punto importante, perché significa che il filo d'argento potrebbe essere usato come interruttore termico. A seconda della temperatura, si cambiano le proprietà del materiale cambiando la temperatura."

Nel lavoro verso la costruzione di nanodispositivi, il filo è considerato piuttosto lungo, anche se per metterlo in prospettiva il filo è lungo circa un cinquantesimo della larghezza di un capello umano.

"È ancora piuttosto piccolo, ma per me è piuttosto lungo. Al microscopio elettronico, è molto grande."

Il professor Golberg è uno scienziato dei materiali e un fisico con oltre 30 anni di esperienza pratica nel lavoro con i nanomateriali.

La sua principale area di ricerca è trovare i materiali campione in ogni categoria delle tecnologie per l'energia verde:termoconduttori, termoelettrico, strutturale, batteria e materiali solari—sotto un'analisi approfondita di tutti i possibili candidati messi in ambienti difficili della vita reale, da condizioni di vuoto simili allo spazio e da temperature molto elevate di 2000 gradi Celsius fino a -195 gradi Celsius, modellato all'interno del microscopio elettronico.

"Con un microscopio elettronico si possono vedere chiaramente le cose che accadono ai singoli atomi, che è l'unica possibilità che ancora mi affascina ed emoziona, "Ha detto il professor Golberg.

"Per esempio, quando si esaminano i materiali per gli elettrodi ultra efficienti del futuro, Posso vedere, e anche registrare video, come gli ioni si inseriscono nei materiali."