Les scientifiques utilisent un surfactant pour aider à rendre « inerte

La dispersion des nanotubes de nitrure de bore aide à révéler les propriétés exotiques des nouveaux matériaux 1D

Université métropolitaine de Tokyo

image : Le dépôt chimique en phase vapeur de bisulfure de molybdène sur un nanotube de nitrure de bore bien isolé crée une structure de nanotubes coaxiaux.Voir plus

Crédit : Université métropolitaine de Tokyo

Tokyo, Japon - Des chercheurs de l'Université métropolitaine de Tokyo ont utilisé un tensioactif pour disperser des nanotubes de nitrure de bore isolants et les enduire sur des surfaces sans les regrouper. L'équipe a démontré que le traitement thermique pouvait éliminer le surfactant pour révéler des modèles nanométriques propres ; le dépôt chimique en phase vapeur pourrait alors former des nanotubes coaxiaux sur le gabarit en utilisant une gamme de matériaux. La possibilité d'enrober des nanotubes sur des structures isolantes « inertes » donne aux scientifiques un accès sans précédent aux propriétés des nouveaux matériaux nanotubes.

Les percées de la nanotechnologie ont rendu les nanotubes et les nanofeuilles plus faciles à trouver pour les scientifiques des matériaux. Mais les étudier isolément est loin d'être facile. Parce qu'ils sont souvent regroupés ou agrégés, il est difficile de cibler les propriétés optiques et électroniques exotiques qui découlent de leur dimensionnalité réduite.

Des travaux récents ont montré que des matériaux nanotubes pouvaient être développés à la surface d'un nanotube de carbone, fournissant des structures bien séparées qui pourraient potentiellement être caractérisées. Mais les nanotubes de carbone ont des propriétés conductrices et absorbent fortement la lumière, ce qui rend difficile de distinguer les propriétés électriques et optiques du matériau enrobé de celles du nanotube d'origine.

Maintenant, une équipe dirigée par le professeur adjoint Yusuke Nakanishi, le professeur adjoint Yohei Yomogida et le professeur agrégé Yasumitsu Miyata de l'Université métropolitaine de Tokyo a utilisé des nanotubes de nitrure de bore (BN) isolants à la place comme modèles pour la croissance de nanotubes. Ce n'est pas une mince affaire : les nanotubes de nitrure de bore sont notoirement collants. Bien qu'ils puissent être dispersés avec un tensioactif qui aide à maintenir les tubes séparés, il n'était pas clair si le tensioactif pouvait être retiré pour révéler un gabarit propre. Maintenant, l'équipe a réussi à trouver un tensioactif qui ne colle pas aux tubes ; ils ont également perfectionné un traitement thermique sous vide qui laisse des modèles de nanotubes isolants propres et bien isolés.

En utilisant le dépôt chimique en phase vapeur, une gamme de matériaux pourrait être enduite sur les gabarits. Le nouveau tube s'enroule autour des tubes BN d'origine, formant quelque chose qui ressemble à un câble coaxial à l'échelle nanométrique. Il est important de noter que le BN étant un matériau isolant, les propriétés électriques de tous les matériaux revêtus peuvent être étudiées à une profondeur sans précédent. Cela inclut une propriété connue sous le nom de chiralité, la "sensibilité" dans la structure des atomes dans le nanotube qui donne lieu à toute une gamme de propriétés électroniques exotiques.

En principe, l'équipe pense que leurs "nano-tubes à essai" peuvent être utilisés pour modéliser la croissance de toute une gamme de matériaux différents. Ils ont déjà réussi avec le disulfure de molybdène et le carbone, avec de la place pour bien d'autres. Ajoutez à cela l'inertie optique et électrique de leur modèle BN, et leur nouvelle plate-forme promet non seulement la découverte de matériaux, mais également un accès sans entrave à leurs propriétés physico-chimiques exotiques.

Ce travail a été soutenu par JSPS KAKENHI Grant Numbers JP19H02543, JP19K15392, JP20H00220, JP20H02572, JP20H02573, JP20H02605, JP20KK0114, JP21H05232, JP21H05234, JP22H0028 0, JP22H00283, JP22H01911, JP22K04886, JP22H04957, JP22H05468 et JP22H05469, JST CREST Grant Numbers JPMJCR17I5, JPMJCR20B1, et JPMJCR20B5, et le numéro de subvention du programme JST FOREST JPMJFR213X.

ACS Nano

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