Strutture che potrebbero essere le viti più piccole del mondo sono state fabbricate dai ricercatori dell'Agenzia per la scienza, Tecnologia e Ricerca (A*STAR), Singapore.
La filettatura arrotolata su una vite è tra le strutture 'chirali' la cui immagine speculare è diversa dall'originale. Quando ridotto alla scala nanometrica, queste strutture potrebbero avere un ruolo importante nella tecnologia dei nanosensori. Però, fare una vite da un filo dritto non è un compito da poco, anche nel mondo macroscopico. Realizzarlo su scala nanometrica ha precedentemente utilizzato metodi dal basso verso l'alto che fanno crescere o assemblano la struttura in un gas o in una soluzione. Ma tali approcci possono essere complicati, lento e costoso.
Jun Wei dell'A*STAR's Singapore Institute of Manufacturing Technology e collaboratori dell'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, Nanyang Technological University e Nanjing Tech University in Cina, ha sviluppato un metodo più semplice che utilizza tecniche di incisione per convertire un nanofilo diritto in una vite.
Il team ha creato nanofili d'argento da 10 micrometri, 80 nanometri di diametro e con cinque lati. Le strutture sono state attaccate a un substrato di silicio e quindi poste in una soluzione di nitruro d'argento in glicole etilenico a 80 gradi Celsius per 20 minuti. Il campione è stato quindi risciacquato e il processo è stato ripetuto cinque volte.
Quando i fili risultanti sono stati ripresi utilizzando un microscopio elettronico a trasmissione a scansione, il team ha osservato creste e scanalature lisce che ricordano le filettature delle viti. interessante, tale struttura non era evidente quando è stato utilizzato un attacco a passaggio singolo.
L'incisione di solito funziona lungo direzioni cristallografiche specifiche, che porta a strutture simmetriche, quindi il team voleva sapere come le sfaccettature di cristallo equivalenti potevano essere incise in modo anisotropo. Propongono che questa insolita modalità di incisione potrebbe iniziare con la creazione di fosse ai confini tra le cinque regioni cristallografiche che compongono il nanofilo pentagonale. Queste fosse si fondono ad angolo, guidato dalla propensione a minimizzare l'energia superficiale, e quindi creano creste e solchi che si muovono a spirale attorno al nanofilo.
"Questa incisione selettiva è guidata da una velocità di incisione più rapida in alcune posizioni dei difetti sul nanofilo d'argento, " dice Wei. "Così, possiamo convertire una struttura regolare in una non simmetrica."
Tali nanostrutture chirali hanno un'area superficiale molto più ampia di un nanofilo diritto di dimensioni simili. Ciò li rende potenzialmente utili per le applicazioni di rilevamento. "Speriamo di utilizzare le nanoviti nella fabbricazione di sensori e conduttori trasparenti, "dice Wei.
I ricercatori affiliati ad A*STAR che contribuiscono a questa ricerca provengono dal Singapore Institute of Manufacturing Technology e dall'Institute of Materials Research and Engineering.
