과학자들은 계면활성제를 사용하여 "불활성"을 만드는 데 도움을 줍니다.

질화붕소 나노튜브 분산은 새로운 1D 재료의 이국적인 특성을 밝히는 데 도움이 됩니다.

도쿄도립대학

이미지: 잘 분리된 질화붕소 나노튜브에 이황화 몰리브덴을 화학 기상 증착하여 동축 나노튜브 구조를 생성합니다.더보기

크레딧: 도쿄도립대학

일본 도쿄 – 도쿄 메트로폴리탄 대학의 연구원들은 계면활성제를 사용하여 절연성 질화붕소 나노튜브를 분산시키고 뭉치지 않고 표면에 코팅했습니다. 연구팀은 열처리로 계면활성제를 제거하여 깨끗한 나노크기 주형을 드러낼 수 있음을 입증했습니다. 그런 다음 화학 기상 증착을 통해 다양한 재료를 사용하여 템플릿에 동축 나노튜브를 형성할 수 있습니다. 나노튜브를 "불활성" 절연 구조에 코팅하는 능력은 과학자들에게 새로운 나노튜브 물질의 특성에 대한 전례 없는 접근을 제공합니다.

나노기술의 획기적인 발전으로 인해 재료 과학자들은 나노튜브와 나노시트를 더 쉽게 얻을 수 있게 되었습니다. 그러나 고립되어 연구하는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다. 이들은 종종 묶이거나 집합적으로 제공되기 때문에 축소된 차원에서 발생하는 이국적인 광학적 및 전자적 특성을 목표로 삼는 것이 까다롭습니다.

최근 연구에서는 나노튜브 물질이 탄소 나노튜브 표면에서 성장하여 잠재적으로 특성화될 수 있는 잘 분리된 구조를 제공할 수 있음을 보여주었습니다. 그러나 탄소나노튜브는 전도성을 갖고 빛을 강하게 흡수하기 때문에 코팅된 물질의 전기적, 광학적 특성을 원래 나노튜브의 특성과 구별하기가 어렵습니다.

이제 Yusuke Nakanishi 조교수, Yohei Yomogida 조교수, Tokyo Metropolitan University의 Yasumitsu Miyata 부교수가 이끄는 팀은 나노튜브 성장을 위한 템플릿 대신 절연성 질화붕소(BN) 나노튜브를 사용했습니다. 이는 결코 쉬운 작업이 아닙니다. 질화붕소 나노튜브는 끈적끈적하기로 악명이 높습니다. 튜브를 분리하는 데 도움이 되는 계면활성제로 분산시킬 수 있지만, 계면활성제를 제거하여 깨끗한 템플릿을 드러낼 수 있는지는 확실하지 않습니다. 이제 팀은 튜브에 달라붙지 않는 계면활성제를 성공적으로 발견했습니다. 그들은 또한 깨끗하고 잘 분리된 절연 나노튜브 템플릿을 남기는 진공 하에서 열처리를 연마했습니다.

화학 기상 증착을 사용하면 다양한 재료를 템플릿에 코팅할 수 있습니다. 새로운 튜브는 원래의 BN 튜브를 감싸며 나노 규모 동축 케이블처럼 보이는 것을 형성합니다. 중요한 것은 BN이 절연 재료이기 때문에 코팅된 모든 재료의 전기적 특성을 전례 없는 깊이로 연구할 수 있다는 것입니다. 여기에는 전체 범위의 이국적인 전자 특성을 발생시키는 나노튜브 원자 구조의 "손잡이"인 키랄성이라는 특성이 포함됩니다.

원칙적으로 팀은 그들의 "나노 시험관"이 다양한 재료의 전체 성장을 템플릿화하는 데 사용될 수 있다고 믿습니다. 그들은 이미 이황화 몰리브덴과 탄소로 성공했으며 더 많은 분야에 대한 범위를 갖고 있습니다. 여기에 BN 템플릿의 광학적 및 전기적 비활성을 추가하면 새로운 플랫폼은 물질 발견뿐만 아니라 이국적인 물리화학적 특성에 대한 무제한 접근을 약속합니다.

이 작업은 JSPS KAKENHI 부여 번호 JP19H02543, JP19K15392, JP20H00220, JP20H02572, JP20H02573, JP20H02605, JP20KK0114, JP21H05232, JP21H05234, JP22H0028의 지원을 받았습니다. 0, JP22H00283, JP22H01911, JP22K04886, JP22H04957, JP22H05468 및 JP22H05469, JST CREST 부여 번호 JPMJCR17I5, JPMJCR20B1, JPMJCR20B5 및 JST FOREST 프로그램 승인 번호 JPMJFR213X.

ACS나노

10.1021/acsnano.2c06067

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