Struttura del nanofilo molecolare di ossido di Mo-Te:questo diagramma mostra la struttura del nanofilo di ossido di Mo-Te. (a) Rappresentazione poliedrica e (b) Rappresentazione con palla e bastone di un'unità esagonale di [Te IV Mo VI 6 oh 21 ] 2 -, (c) un singolo filo molecolare di ossido di Mo-Te. Gli atomi di ossigeno del ponte che collegano le unità esagonali sono evidenziati in giallo. (d) Assemblaggio di singoli fili molecolari in ossido di Mo-Te cristallino. Mo:blu, Te (Se):marrone, O:rosso. Credito:Zhang, et al., Comunicazioni sulla natura 6, 7731, figura 3.
Lo sviluppo di fili molecolari a base di ossido di metallo è importante per la ricerca fondamentale e le potenziali applicazioni pratiche. Però, esempi di questi materiali sono rari. Ricercatori dell'Università di Hokkaido, Università di Kanagawa, Università di Hiroshima e Japan Synchrotron Radiation Research Institute/SPring-8, Giappone, nanofili molecolari completamente inorganici ultrasottili creati con successo, composto da un'unità molecolare esagonale ripetitiva composta da Mo e Te; i diametri di questi fili erano solo 1,2 nm.
I nanofili sono materiali a forma di cavo con diametri di decine di nanometri o meno. Esistono molti tipi di nanofili, compresi i nanofili compositi semiconduttori, nanofili compositi di ossido di metallo, e nanofili di polimeri organici, e sono tipicamente utilizzati in materiali funzionali e dispositivi usati come sensori, transistor, semiconduttori, dispositivi fotonici, e celle solari.
I fili molecolari composti solo da materiali inorganici hanno attirato un'attenzione significativa grazie alle loro strutture stabili, composizioni chimiche sintonizzabili, e proprietà sintonizzabili. Però, ci sono state solo poche segnalazioni riguardanti lo sviluppo di nanofili molecolari completamente inorganici.
Il Dott. Zhenxin Zhang e il Prof. Wataru Ueda presso il Centro di ricerca sulla catalisi dell'Università di Hokkaido (il Prof. Ueda sta attualmente lavorando per l'Università di Kanagawa) e i loro collaboratori presso l'Università di Hokkaido, Università di Hiroshima, e il Japan Synchrotron Radiation Research Institute/SPring-8 hanno creato con successo nanofili molecolari completamente inorganici ultrasottili, composto da un'unità molecolare esagonale ripetitiva composta da Mo e Te; i diametri di questi fili erano solo 1,2 nm. Questi nanofili sono stati ottenuti dallo smontaggio dei corrispondenti cristalli tramite scambio cationico e successivo trattamento ad ultrasuoni.
Per di più, i ricercatori hanno dimostrato che il materiale a base di filo molecolare ultrasottile mostra un'elevata attività come catalizzatore acido, e il band gap del cristallo molecolare a base di filo è facilmente sintonizzato tramite trattamento termico. Si prevede che i materiali a base di fili molecolari di ossido di metallo apriranno nuovi campi di ricerca in catalizzatori eterogenei, materiali termocromici, e semiconduttori, così come altri campi correlati.
"Questo è un nanofilo molecolare isolato molto raro basato su ottaedri metallo-ossigeno di transizione, ed è un catalizzatore attraente a causa della grande superficie, " ha detto il professor Masahiro Sadakane, un coautore di questo studio, dell'Università di Hiroshima.
