Una nuova scoperta dei ricercatori dell'Università dell'Oklahoma e della North Carolina State University mostra una svolta nell'accelerazione del processo di sintesi delle nanostrutture di ossido di metallo di transizione. Ciò che una volta richiedeva giorni, ora può essere realizzato istantaneamente.
Dopo il successo precedente utilizzando una fiamma arricchita di ossigeno per sintetizzare nanomateriali comuni, come i nanotubi di carbonio, nanofibre e fullereni, Wilson Merchán-Merchán, professore del College of Engineering dell'UO, e il suo team hanno condotto esperimenti utilizzando lo stesso metodo per creare una nuova forma di nanostrutture. Invece di sintetizzare i nanomateriali di carbonio, hanno scoperto un metodo per creare TMO 1-D e 3-D che hanno proprietà elettroniche e meccaniche distintive.
Con una borsa di studio pluriennale della National Science Foundation, Merchán-Merchán e i suoi affiliati di ricerca stanno esponendo i metalli di transizione sfusi alle parti più calde di una fiamma arricchita di ossigeno. Da quella reazione, le nanostrutture di ossido di metallo di transizione ad alta richiesta sono sintetizzate istantaneamente, compresi i nanorod, canali cavi e nanofili e piastrine ibridi.
La crescita economica e rapida dei TMO significa una migliore possibilità per la sintesi su larga scala e l'eventuale uso comune nel mercato. Il potenziale per un aumento dell'offerta ha portato a una maggiore sperimentazione sulla capacità dei TMO, ei risultati mostrano la loro efficacia in una vasta gamma di applicazioni.
"Recentemente, le nanostrutture TMO unidimensionali hanno attirato un'enorme attenzione grazie alle loro applicazioni in ottica, medicina ed elettronica, " Merchán-Merchán ha detto. "Per esempio, le strutture di canale di dimensioni micron con spessore di parete nanometrico contengono sottili, cavità prismatiche e completamente cave che possono essere utilizzate in applicazioni mediche per la somministrazione di farmaci."
Più recentemente, questo team di ricerca ha rivestito la superficie dei pannelli solari con uno dei loro nanotubi di ossido di tungsteno formati dalla fiamma. Il risultato è stato un aumento del 5% dell'efficienza del pannello solare, un grande guadagno considerando il livello di efficienza notoriamente basso dei pannelli solari dal 15 al 20 percento.
Con infinite applicazioni e un nuovo orizzonte di possibilità, La ricerca di Merchán-Merchán sui TMO è ancora agli inizi.
"La forma distinta e la composizione chimica delle nanostrutture formate dalla fiamma possono cambiare il modo in cui molti prodotti sono progettati, " disse Merchan-Merchán.
"I nostri prossimi passi sono di espandere l'applicazione dei TMO usando le fiamme, in una varietà di mercati che vanno dai pannelli solari agli elettrodi per la penetrazione nei tessuti biologici per la somministrazione di farmaci e agli elettrodi nelle batterie agli ioni di litio".
