Language
Country/Area
No result found
Từ các lỗ nano đến bẫy phân tử: Làm thế nào những cấu trúc nano này có thể biến đổi thế giới công nghệ?
Trong sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ hiện đại, các vật liệu mới không ngừng được phát hiện và ứng dụng. Trong số đó, Nanomesh, là vật liệu nano có cấu trúc và chức năng độc đáo, đã thu hút nhiều sự chú ý kể từ khi được phát hiện vào năm 2003 tại Đại học Zurich, Thụy Sĩ. Nanomesh là cấu trúc nano vô cơ bao gồm các nguyên tử boron (B) và nitơ (N). Do cấu trúc lỗ có trật tự được hình thành trong quá trình chuẩn bị nên nó có thể được sử dụng trong các lĩnh vực như thu giữ phân tử, chức năng hóa bề mặt và điện toán lượng tử. .
Các nanonet không chỉ ổn định trong chân không, trong không khí và trong một số chất lỏng nhất định mà còn có thể chịu được nhiệt độ cao lên tới 796°C.
Đặc điểm cấu trúc của nanonet
Vật liệu được sử dụng là boron nitride hình lục giác (h-BN), được hình thành thông qua quá trình tự lắp ráp trên bề mặt chất nền như bạch kim hoặc niken. Mạng đơn vị của nanonet bao gồm các nguyên tử 13×13 BN hoặc 12×12 Rh và hằng số mạng của nó là 3,2 nm. Điều đáng chú ý là bản chất của lưới nano làm cho các lỗ và cấu trúc trong nó có hình dạng lượn sóng thú vị, khiến nó có tác động đáng kể đến cấu trúc điện tử.
Những đặc điểm này mở đường cho việc ứng dụng nanonet trong các lĩnh vực như chức năng hóa bề mặt, điện toán lượng tử và lưu trữ dữ liệu.
Hiệu suất xuất sắc
Màng nano có độ ổn định tuyệt vời và có thể duy trì tính toàn vẹn trong môi trường chân không lên tới 1275K. Ngoài các đặc tính ổn định này, nanomesh còn thể hiện những khả năng vượt trội như một giàn giáo cho các cụm nano kim loại, có khả năng bẫy các phân tử có kích thước lỗ tương tự như nanomesh để tạo thành các cấu trúc có trật tự. Ví dụ, khi vàng (Au) bay hơi trên một lưới nano, các hạt nano vàng có thể nhìn thấy rõ ràng sẽ được hình thành ở trung tâm các lỗ của nó. Ngoài ra, ảnh hưởng của nanonet lên một số phân tử nhất định có thể bảo toàn cấu hình vốn có của chúng, khiến tiềm năng ứng dụng của chúng trong khoa học nano trở nên độc đáo.
Quy trình chuẩn bị và công nghệ phân tích
Việc điều chế nanonet thường sử dụng quá trình phân hủy nhiệt của borazine và được hình thành trên bề mặt Rh(111) hoặc Ru(0001) sạch thông qua công nghệ lắng đọng hơi hóa học (CVD). Trong môi trường nhiệt độ cao 796°C, hydrocacbon amoniac boron được đưa vào buồng chân không và khi chúng nguội đến nhiệt độ phòng, một mạng lưới nano có trật tự sẽ được hình thành. Các kỹ thuật thí nghiệm khác nhau như kính hiển vi quét đường hầm (STM) và nhiễu xạ electron năng lượng thấp (LEED) có thể được sử dụng để quan sát chi tiết của cấu trúc này.
Điều đáng nói ở công nghệ này là nó không chỉ có thể tiết lộ cấu trúc của nanonet mà còn cung cấp thông tin trạng thái điện tử, phân tích sâu hơn ứng dụng tiềm năng của nó trong các linh kiện điện tử.
Các hình thức khác và triển vọng trong tương lai
Mặc dù chưa thấy sự hình thành mạng nano lượn sóng trong ứng dụng của các chất nền khác như niken và bạch kim, nhưng chắc chắn có tiềm năng và không gian rất lớn cho nghiên cứu trong lĩnh vực này. Làm thế nào để khám phá và sử dụng sâu hơn loại vật liệu mới này sẽ là một nhiệm vụ quan trọng đối với các nhà khoa học và kỹ sư trong tương lai.
Trong tương lai, nanonet có thể trở thành vật liệu quan trọng trong các lĩnh vực công nghệ cao như thiết bị điện tử và điện toán lượng tử, đồng thời các đặc tính thu giữ phân tử độc đáo của chúng sẽ khiến nhiều người phải cân nhắc về thiết kế và ứng dụng hơn. Tất cả những điều này khiến mọi người phải suy nghĩ: Với sự tiến bộ của công nghệ. công nghệ nano, liệu chúng ta có thể tạo ra nhiều ứng dụng ngoài sức tưởng tượng không?
