I nanofili, utilizzati in sensori, transistor, dispositivi optoelettronici e altri sistemi che richiedono precisione subatomica, amano restare uniti. Districare i fili elettrici può essere un compito difficile:immagina di provare a separare fili larghi 1/1000 di un capello umano. L'auto-attrazione dei nanofili è stato un grave problema per la fabbricazione in serie di qualità ed efficiente, con il potenziale di cortocircuitare catastroficamente i dispositivi basati su nanofili, ma i ricercatori in Cina hanno ora rivelato perché i componenti si aggrappano l'uno all'altro.

Hanno pubblicato il loro lavoro il 27 dicembre 2021 su Nano Research .

"La forza elettrostatica, la forza capillare o la forza di van der Waals sono state tutte considerate come fattori di auto-attrazione nei nanofili, ma la causa è rimasta discutibile a causa delle sfide sperimentali", ha affermato il primo autore Junfeng Cui, il dottor Junfeng Cui, Key Laboratory for Precision e tecnologia di lavorazione non tradizionale del Ministero dell'Istruzione, Università della Tecnologia di Dalian.

I nanofili si attraggono nell'aria, ma sono troppo piccoli per essere esaminati a fondo senza un'ispezione microscopica. I nanofili vengono in genere ripresi con un microscopio elettronico, che utilizza un raggio di elettroni per visualizzare soggetti particolarmente piccoli, una variabile difficile da correggere in un materiale sensibile agli elettroni come i nanofili.

È un problema 22:i ricercatori hanno bisogno del microscopio per vedere come si comportano i fili, ma il microscopio cambia il loro comportamento. Quindi, i ricercatori hanno fatto un passo indietro alle basi e hanno utilizzato un microscopio ottico. Sebbene non sia in grado di rivelare quasi tutti i dettagli di un microscopio elettronico, un microscopio ottico utilizza la luce visibile che non interferisce con i nanofili.

Successivamente, hanno utilizzato un manipolatore mobile che teneva un sopracciglio umano per applicare la colla a un nanofilo e fissarlo a un substrato. La colla rimanente è stata utilizzata per attaccare un altro nanofilo ai peli delle sopracciglia. Entrambi i nanofili sono stati messi a fuoco al microscopio ottico.

"Siamo stati in grado di misurare la distanza tra due singoli nanofili e la relativa forza attrattiva in tempo reale", ha detto Cui, spiegando che hanno determinato la forza attrattiva studiando come il nanofilo si è deviato dalla sua posizione stazionaria. "I due nanofili si sono attaccati l'uno all'altro istantaneamente quando erano abbastanza vicini, il che può essere attribuito alla forza elettrostatica."

Come un involucro di plastica che si attacca alla mano di una persona, gli elettroni con carica diversa nei due nanofili aumentavano al diminuire della loro distanza, scattandosi l'uno con l'altro a distanza ravvicinata. E, come l'involucro di plastica, ci vuole un po' di forza per separarli di nuovo, la forza di van der Waals, per essere precisi. Una debole interazione tra atomi vicini l'uno all'altro, la forza di van der Waals può essere facilmente interrotta esercitando una forza meccanica più forte per separare i materiali.

"Fornire una distanza di sicurezza è la chiave per evitare che i nanofili si accartoccino e possibilmente cortocircuiti portando a incidenti disastrosi, in particolare nei campi dell'energia aerospaziale e nucleare, ma, d'altra parte, l'autoattrazione dei nanofili ha un grande potenziale in applicazioni come nanopinzette o interruttori nanoelettromeccanici", ha detto Cui. "Capire l'autoattrazione dei nanofili è la chiave per fabbricare nanofili di alta qualità e sviluppare dispositivi basati su nanofili ad alte prestazioni. Il nostro metodo versatile per identificare e misurare l'autoattrazione dei nanofili ha rivelato che il comportamento di attrazione dei nanofili può essere controllato, poiché noi sperato". + Esplora ulteriormente

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