Un ricercatore della Missouri University of Science and Technology ha sviluppato un nuovo modo per coltivare array di nanofili con un determinato diametro, lunghezza e consistenza uniforme. Questo approccio alla crescita dei nanomateriali migliorerà l'efficienza di vari dispositivi, comprese le celle solari e le celle a combustibile.

Questi nanofili semiconduttori potrebbero anche sostituire i film sottili che ricoprono i pannelli solari di oggi. Gli attuali pannelli possono elaborare solo il 20% dell'energia solare che assorbono. Applicando i nanofili, la superficie dei pannelli aumenterebbe e consentirebbe una cattura e conversione dell'energia solare più efficiente. I fili potrebbero essere applicati anche in campo biomedico per massimizzare la produzione di calore nel trattamento dell'ipertermia del cancro.

Nelle celle a combustibile, questi array di nanofili possono essere utilizzati per ridurre le spese di produzione facendo affidamento su catalizzatori più efficienti in termini di costi. "Io e il mio team speriamo di sostituire o superare l'attuale uso del platino e dimostrare che questi array di nanofili sono catalizzatori migliori per le reazioni di riduzione dell'ossigeno nelle cellule, "dice il dottor Manashi Nath, assistente professore di chimica presso Missouri S&T.

I nanofili, che sono cresciuti su nanoelettrodi modellati, sono visibili solo al microscopio elettronico. Nath crea gli array di nanofili attraverso un processo che lei chiama elettrodeposizione confinata su nanoelettrodi modellati litograficamente.

Per far crescere i nanofili, Nath scrive un file immagine che crea un modello per la forma e le dimensioni che vuole produrre. Utilizzando la litografia a fascio di elettroni, poi "stampa" il modello su una matrice polimerica e i nanofili vengono cresciuti applicando corrente elettrica tramite elettrodeposizione.

Nath fa crescere i nanofili in uno schema parallelo, che assomiglia a una serie di chiodi che sporgono da un pezzo di legno. Un'estremità è fissata a un conduttore metallico come il rame o l'oro, mentre l'altra estremità si protende verso l'esterno. L'intera struttura è circondata da una matrice polimerica. Nath e il suo team di ricerca possono produrre fili di qualsiasi forma o dimensione. Per aumentare la superficie dei nanofili, Nath può renderli vuoti nel mezzo, proprio come i nanotubi di carbonio che si trovano nell'ottica e nell'elettronica.

I nanofili consentono alla corrente di viaggiare attraverso di essi. Il polimero, che non è conduttivo, può essere rimosso per consentire ai fili di stare in piedi liberamente senza perdere forma o consistenza. Attualmente, i fili sono fatti dai calcogenuri metallici, che include tellururo di cadmio, seleniuro di cobalto o seleniuro di ferro.