Bilim İnsanları, Nanotüp Büyümesi için ‘İnert’ Şablonlar Oluşturmak Amacıyla Yüzey Aktif Madde Kullanıyor
Tokyo Metropolitan Üniversitesi’nden araştırmacılar, yalıtkan bor nitrür nanotüplerini dağıtmak ve bunları demetlemeden yüzeylere kaplamak için bir yüzey aktif madde kullandı.
Ekip, temiz nano ölçekli şablonları ortaya çıkarmak için ısıl işlemin yüzey aktif maddeyi kaldırabileceğini gösterdi; daha sonra ise kimyasal buhar biriktirme yoluyla bir dizi malzeme kullanarak şablon üzerinde koaksiyel nanotüpler oluşturulabiliyor.
Nanotüplerin “inert” yalıtkan yapılar üzerine kaplanabilmesi, bilim insanları için yeni nanotüp malzemelerinin özelliklerine eşi görülmemiş düzeyde bir erişim sağlıyor.
Nanoteknolojideki gelişmeler, malzeme bilimcileri için nanotüpler ve nano tabakaları daha kolay elde edilebilir hale getirdi. Ancak onları ayrı ayrı incelemek kolay değildir. Genellikle
demet halinde veya toplu halde oldukları için azaltılmış boyutluluklarından gelen egzotik optik ve elektronik özellikleri tam olarak belirlemek zordur.
Geçtiğimiz dönemlerde gerçekleştirilen çalışmalar, nanotüp malzemelerin bir karbon nanotüpün yüzeyinde büyütülebileceğini ve potansiyel olarak karakterize edilebilecek iyi ayrılmış yapılar sağlayabildiğini gösterdi. Ancak karbon nanotüpler iletken özelliklere sahiptir ve ışığı güçlü bir şekilde emer, bu da kaplanmış malzemenin elektriksel ve optik özelliklerini orijinal nanotüpten ayırt etmeyi zorlaştırır.
Tokyo Metropolitan Üniversitesi’nden Yardımcı Doçent Yusuke Nakanishi, Yardımcı Doçent Yohei Yomogida ve Doçent Yasumitsu Miyata, bu kez yalıtkan bor nitrür nanotüpleri şablon olarak kullandı. Bu hiç de kolay bir iş değil, çünkü bor nitrür nanotüpler bilindiği üzere oldukça yapışkandır.
Tüpleri ayrı tutmaya yardımcı olan bir yüzey aktif madde ile dağıtılabilmelerine rağmen, yüzey aktif maddenin temiz bir şablon ortaya çıkarmak için çıkarılıp çıkarılamayacağı
kesin değildi. Ancak araştırma ekibi, tüplere yapışmayan bir yüzey aktif madde bulmayı başardı; ayrıca temiz, iyi izole edilmiş yalıtkan
nanotüp şablonlar meydana getiren bir vakum altı ısıl işlem geliştirdiler.
Kimyasal buhar biriktirme kullanılarak şablonların yüzeyinde bir dizi malzeme kaplanabilir. Yeni tüp, orijinal BN tüplerini sararak nano ölçekli koaksiyel kabloya benzeyen bir yapı oluşturuyor. BN bir yalıtkan malzeme olduğundan, kaplanmış herhangi bir malzemenin elektriksel özellikleri eşi görülmemiş bir derinlikte incelenebilir.
Bu, kiralite olarak bilinen bir özelliği, nanotüpteki atomların yapısında bir dizi egzotik elektronik özelliğin oluşumuna yol açan “el kullanımı”nı (handedness) içerir. Araştırma ekibi, “nano test tüplerinin” bir dizi farklı malzemenin büyümesini şablonlamak için prensipte kullanılabileceğine inanıyor.
Ekip, molibden disülfür ve karbon maddeleriyle başarı elde etti ve daha pek çok maddede
bunu gerçekleştirmek mümkün görünüyor.
Buna BN şablonlarının optik ve elektriksel durağanlığı (inertness) da eklendiğinde, proje yalnızca malzeme keşfi değil, aynı zamanda
egzotik fizikokimyasal özelliklere sınırsız erişim de vaat ediyor. Söz konusu çalışma ACS Nano’da yayınlandı.
Kaynak
More information: Shinpei Furusawa et al, Surfactant-Assisted Isolation of Small-Diameter Boron-Nitride Nanotubes for Molding One-Dimensional van
der Waals Heterostructures, ACS Nano (2022). DOI: 10.1021/acsnano.2c06067 / Journal information: ACS Nano / Provided by Tokyo Metropolitan University
/ https://phys.org/news/2022-10-scientists-surfactant-inert-templates-nanotube.html
