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De los nanoporos al atrapamiento molecular: ¿Cómo podrían estas nanoestructuras transformar el mundo de la tecnología?
Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas, constantemente se descubren y utilizan nuevos materiales. Entre ellos, Nanomesh, un nanomaterial con una estructura y función únicas, ha atraído mucha atención desde que fue descubierto en la Universidad de Zurich, Suiza, en 2003. La nanored es una nanoestructura inorgánica compuesta por átomos de boro (B) y nitrógeno (N). Debido a la estructura de poros ordenada que se forma durante el proceso de preparación, tiene un gran potencial en los campos de la captura molecular, la funcionalización de superficies y la computación cuántica. Potencial de aplicación sorprendente .
La nanorred no sólo puede ser estable en el vacío, el aire y ciertos líquidos, sino que también puede soportar temperaturas de hasta 796 °C.
Características estructurales de las nanorredes
El material utilizado es nitruro de boro hexagonal (h-BN), que se forma mediante un proceso de autoensamblaje en la superficie de un sustrato como el platino o el níquel. La celda unitaria de la nanorred está compuesta por 13×13 átomos de BN o 12×12 átomos de Rh, y su constante reticular es 3,2 nm. Sorprendentemente, la naturaleza de la nanomalla hace que los agujeros y la estructura muestren formas onduladas interesantes, lo que tiene un efecto significativo en la estructura electrónica.
Estas características abren el camino para la aplicación de nanorredes en áreas como la funcionalización de superficies, la computación cuántica y el almacenamiento de datos.
Excelente rendimiento
La nanored tiene una excelente estabilidad y puede mantener su integridad en un entorno de vacío hasta 1275 K. Además de estas propiedades de estabilidad, la nanomalla también demostró una excelente capacidad para servir como andamio para nanocúmulos metálicos, que pueden capturar moléculas con tamaños de poro similares a la nanomalla para formar una estructura ordenada. Por ejemplo, cuando el oro (Au) se evapora sobre la nanomalla, se forman nanopartículas de oro claramente visibles en el centro de sus agujeros. Además, la capacidad de la nanorred de influir en determinadas moléculas conservando su configuración intrínseca la hace única en su potencial para aplicaciones en el campo de la nanociencia.
Proceso de preparación y tecnología de análisis
Las nanorredes se preparan generalmente mediante descomposición térmica de borazina y se forman sobre superficies limpias de Rh(111) o Ru(0001) mediante tecnología de deposición química de vapor (CVD). En un entorno de alta temperatura de 796 °C, se introduce boro amoniaco en una cámara de vacío y, a medida que se enfría a temperatura ambiente, se forma una nanorred estructuralmente ordenada. Se pueden utilizar diferentes técnicas experimentales como la microscopía de efecto túnel (STM) y la difracción de electrones de baja energía (LEED) para observar los detalles de esta estructura.Lo destacable de esta tecnología es que no sólo puede revelar la estructura de la nanorred, sino también proporcionar información sobre su estado electrónico, analizando además su potencial aplicación en componentes electrónicos.
Otras formas y perspectivas de futuro
Aunque no se ha observado la formación de nanomallas onduladas en aplicaciones sobre otros sustratos como el níquel y el platino, sin duda todavía existe un gran potencial y espacio para la investigación en este campo. Cómo explorar y utilizar más este nuevo material será una tarea importante que afrontarán los científicos e ingenieros en el futuro.En el futuro, las nanorredes pueden convertirse en materiales clave en campos de alta tecnología como los dispositivos electrónicos y la computación cuántica, y sus propiedades únicas de captura molecular impulsarán más pensamiento de diseño y aplicación. Todo esto hace que la gente se pregunte: con el avance de las nanorredes, Nanotecnología, ¿podemos crear resultados de aplicación más inimaginables?
