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Dos nanoporos à captura molecular: como essas nanoestruturas poderiam transformar o mundo da tecnologia?
No rápido desenvolvimento da ciência e da tecnologia modernas, novos materiais são constantemente descobertos e utilizados. Entre eles, o Nanomesh, por ser um nanomaterial com estrutura e funções únicas, tem atraído muita atenção desde que foi descoberto em 2003 na Universidade de Zurique, na Suíça. Nanomesh é uma nanoestrutura inorgânica composta de átomos de boro (B) e nitrogênio (N). Devido à estrutura ordenada de buracos formada durante o processo de preparação, ela pode ser usada em áreas como captura molecular, funcionalização de superfície e computação quântica. .
As nanonets não são apenas estáveis sob vácuo, no ar e em certos líquidos, mas também podem suportar altas temperaturas de até 796°C.
Características estruturais das nanonets
O material utilizado é o nitreto de boro hexagonal (h-BN), que é formado através de um processo de automontagem na superfície de um substrato como platina ou níquel. A rede unitária da nanonet é composta por 13×13 átomos BN ou 12×12 Rh, e sua constante de rede é 3,2 nm. É importante notar que a natureza da nanomesh faz com que os furos e estruturas nela contidos apresentem formas onduladas interessantes, o que faz com que ela tenha um impacto significativo na estrutura eletrônica.
Essas características abrem caminho para a aplicação de nanonets em áreas como funcionalização de superfície, computação quântica e armazenamento de dados.
Excelente desempenho
O nanomesh tem excelente estabilidade e pode manter sua integridade em um ambiente de vácuo de até 1275K. Além dessas propriedades de estabilidade, a nanomesh também exibe capacidades notáveis como estrutura para nanoaglomerados metálicos, capaz de capturar moléculas com tamanhos de poros semelhantes aos da nanomesh para formar estruturas ordenadas. Por exemplo, quando o ouro (Au) evapora em uma nanomalha, nanopartículas de ouro claramente visíveis são formadas no centro de seus poros. Além disso, a influência das nanonets em certas moléculas pode preservar sua configuração inerente, tornando único seu potencial para aplicações em nanociência.
Processo de preparação e tecnologia de análise
A preparação de nanonets geralmente utiliza a decomposição térmica da borazina e é formada em uma superfície limpa de Rh(111) ou Ru(0001) através da tecnologia de deposição química de vapor (CVD). Em um ambiente de alta temperatura de 796°C, hidrocarbonetos de boro e amônia são introduzidos na câmara de vácuo e, à medida que esfriam até a temperatura ambiente, uma nano-rede ordenada é formada. Diferentes técnicas experimentais, como microscopia de varredura por tunelamento (STM) e difração de elétrons de baixa energia (LEED), podem ser utilizadas para observar os detalhes desta estrutura.
O que vale a pena mencionar sobre esta tecnologia é que ela pode não apenas revelar a estrutura da nanonet, mas também fornecer informações sobre o estado eletrônico, analisando ainda mais seu potencial de aplicação em componentes eletrônicos.
Outras formas e perspectivas futuras
Embora a formação de nanorredes onduladas ainda não tenha sido observada na aplicação de outros substratos como o níquel e a platina, há sem dúvida um enorme potencial e espaço para pesquisas neste campo. Como explorar e utilizar ainda mais este novo material será uma tarefa importante para futuros cientistas e engenheiros.
No futuro, as nanonets poderão se tornar materiais-chave em campos de alta tecnologia, como equipamentos eletrônicos e computação quântica, e suas propriedades únicas de captura molecular irão desencadear mais considerações de design e aplicação. nanotecnologia, podemos criar mais aplicações além da imaginação?
