Saturday, November 10, 2012

Montaje de nanocables con luz

           Encontrar la manera de ensamblar nanoestructuras funcionales en asambleas macroescala es uno de los principales retos que nanocientíficos de todo el mundo se enfrentan. Esto es similar a la química supramolecular, excepto con los nanomateriales. En el área de nanocables, esto ha llevado a los investigadores que exploran diversas técnicas de montaje de nanocables que van desde Langmuir Blodgett alineación para electrospinning.Investigadores de la Universidad de Notre Dame, en colaboración con EE.UU. Nano LLC, han desarrollado un nuevo método para el montaje de los nanocables en hilos macroscópicas que constan de millones de nanocables agrupados.

         El equipo descubrió que la luz puede ser utilizado para cargar los nanocables semiconductores inorgánicos. Una vez cargado, los nanocables pueden ser manipulados con los campos eléctricos. Se llamó a este efecto LINA - inducida por la luz de nanocables Asamblea."En LINA, fotogenerada portadores inducir un dipolo grande dentro de los alambres individuales para alinearlos cuando está en presencia de un campo electrostático", Masaru Kuno, un profesor en el Departamento de Química y Bioquímica de Notre Dame, explica a Nanowerk. "Hilos resultantes tienen diámetros del orden de 10 micras y tienen longitudes que son actualmente tan largo como 25 cm. El proceso parece ser general y hemos producido hilos de una variedad de materiales que incluyen nanocables CdS, CdSe, CdTe, PbS, y PbSe. Además, somos capaces de hacer hilos mezclados de la composición (por ejemplo, seleniuro de cadmio y CdTe). Incluso puede ser segmentada, es decir, ABABAB ... donde A es un material y B es un segundo. "Los hilos de nanocables son fotoconductora y son también sensible a la polarización. Por lo tanto, conservar las propiedades fundamentales de los alambres constitutivos. Esto puede conducir a posibles usos de estos hilos en la detección e incluso en aplicaciones de generación de energía."Dado que el proceso de alineación de los nanocables pueden ser automatizados, prevemos que los hilos muy largos pueden llegar a ser", dice Kuno. "En última instancia, puede conducir a la creación de funcionales (tejidos) textil de nanocable".  

          Este efecto ha sido observado y reportado antes, pero se asumió que los nanocables adquirir carga a través de la carga triboeléctrica."De hecho" sumideros señala, "los nanocables no adquiere una ligera carga positiva o negativa en el tiempo, que se puede medir experimentalmente. Pero el gran avance que hicimos fue demostrar que este cargo no es la fuente del efecto electrostático. Aunque los nanocables pagan, no se les puede manipular con carga estática en la oscuridad. Desde ese momento, hemos demostrado que los nanocables debe ser excitado por un fotón, y generar huecos y electrones, y entonces usted puede manipularlos ".Como informó el equipo en el 02 de octubre 2012 edición en línea de Materiales Avanzados ("inducida por la luz de nanocables Asamblea: La alineación electrostática de nanocables semiconductores en Yarns funcionales macroscópicas"), LINA difiere de los actuales criterios de alineación de nanocables en que los nanocables son deliberadamente excita con luz para crear portadores fotogenerados. Estos electrones y huecos a continuación, habilitar grandes dipolos inducidos a formarse dentro de los hilos cuando están en presencia de un campo electrostático externo. La gran magnitud de los dipolos posteriormente permite la alineación de nanocables listo y ensamblado. 

            Después de su descubrimiento inicial, los investigadores acaban de comenzar a explorar qué tipo de estructuras que podrían hacer - películas, hilos, etc - y qué propiedades de estas estructuras tenían. Experimentando con hilos, que fueron capaces de crear un hilo de base nanocables que fue de 25 cm de largo. Esto es enorme en comparación con el tamaño de los nanocables (10 nm de diámetro, y 10 micrómetros de largo) y la distancia a la que se podría imaginar que las interacciones electrostáticas sería en efecto.Una gran variedad de aplicaciones surgen de los materiales que se pueden hacer con LINA y el equipo está ahora explorando la manera de fabricar textiles funcionales nanocables."Por ejemplo, los hilos de exhibir una fotocorriente fuerte, y puede ser útil en la fabricación de un hilo célula solar", dice Matthew P. McDonald, un estudiante graduado en el grupo de Kuno y uno de los autores del trabajo. "Dado que el proceso LINA produce hilos macroscópicas, debería ser posible para aparearse estos materiales con fibras convencionales. Esto podría conducir a textiles fotovoltaicos que pueden ser incorporados en prendas de vestir, tiendas de campaña, o velas de barco que permitan la captación de energía durante las actividades diarias normales.""Encontrar la manera de hacer las macroestructuras de diferentes tipos de nanocables que se ensamblan en un orden particular, es un gran reto", añade sumideros. "Por ejemplo, en un hilo solar, necesita nanocables metálicos de los electrodos y cables semiconductores para la capa fotoactiva. Tienen que ser separados espacialmente para la energía fotovoltaica para trabajar. LINA se puede utilizar para generar heteroestructuras en determinadas circunstancias, pero otros, aún no desarrollado, los métodos de montaje sería de gran ayuda.


 "Por Michael Berger. Copyright © Nanowerk
http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=27026.php 

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