Snímky nově realizovaných nanostruktur dichalkogenidů přechodných kovů z elektronového mikroskopu (nahoře), rozložení prvků v jejich průřezu (uprostřed) a jejich atomární struktura (dole). Kredit: Tokijská metropolitní univerzita

Kouzla s nanotrubičkami dichalkogenidů přechodných kovů

Dichalkogenidy přechodných kovů mají vlastnosti, které se u uhlíkových nanotrubiček nevyskytují, jako je supravodivost a fotovoltaický efekt.

Vědci z Tokijské metropolitní univerzity vytvořili řadu nových jednostěnných nanotrubiček z dichalkogenidů přechodných kovů (TMD) s různým složením, chiralitou (tj. odlišné zrcadlové obrazy) a průměrem. Vycházeli přitom z trubiček nitridu boru, které sloužily jako šablony.
Uhlíková nanotrubička je jedním z největších úspěchů nanotechnologie. Po vzoru uhlíku se vědci snaží připravit obdobné struktury také z jiných materiálů. Nadějné jsou v tomto ohledu dichalkogenidy přechodných kovů, Tyto sloučeniny mají vlastnosti, které se u uhlíkových nanotrubiček nevyskytují, jako je supravodivost a fotovoltaický efekt – schopnost generovat elektrický proud působením světla.
Dosud zde ale existoval problém s přípravou (i pro účely výzkumu, zdaleka nejen z hlediska nějaké masové průmyslové výroby) příslušných struktur. Tyto nanotrubičky se obvykle tvoří v podobě koncentrických vícestěnných struktur, kde každá vrstva může mít jinou chiralitu. Proto je pak např. obtížné zjistit, jaký druh chirality je příčinou konkrétních vlastností.
Tým vedený Yusuke Nakanishim z Tokijské metropolitní univerzity nyní přišel s inovací. Pomocí nanotrubiček z nitridu bóru jako šablony se vědcům podařilo vypěstovat řadu jednostěnných nanotrubiček dichalkogenidů přechodných kovů. Stačilo potřebné prvky přivést v podobě par (poznámka: tj. zřejmě obvyklá metoda chemické depozice z par, CVD).
Výzkumníci takto nejprve připravili jednostěnné nanotrubičky ze sulfidu molybdeničitého (MoS2). Při podrobnějším zkoumání jednotlivých nanotrubiček dokázali rozlišit celou plejádu jednostěnných trubiček různých průměrů a chirality. Změřili i „chirální úhly“ jednotlivých trubiček, které spolu s jejich průměry určují jedinečné chirální struktury.
Ukázalo se, že chirální úhly nanotrubiček jsou rozložené víceméně náhodně; to znamená, že k dispozici je téměř neomezený rozsah možných úhlů, což umožňuje podrobně zkoumat vztah mezi chiralitou a elektrickými (a dalšími) vlastnostmi. Připravit se podařilo také ultratenké trubičky o průměru jen několika nanometrů, které vyrostly uvnitř šablony, nikoliv vně. Mohlo by jít o unikátní platformu pro pozorování kvantově mechanických efektů.
Další výzkum umožnil měnit jak použitý kov, tak i chalkogen. Výzkumníci pak vytvořili nanotrubičky ze selenidu molybdeničitého (MoSe2), selenidu wolframičitého (WS2) a slitiny (poznámka: „alloy“, i když asi bych tyto podvojné sloučeniny za slitiny neoznačoval…?) sulfidu molybdenu a wolframu. Dokonce vyrobili i „janusovské“ nanotrubičky s jedním prvkem na vnější straně a druhým uvnitř (viz obrázek, název podle boha dvou tváří z římské mytologie).

Yusuke Nakanishi et al, Structural Diversity of Single‐Walled Transition Metal Dichalcogenide Nanotubes Grown via Template Reaction, Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202306631
Zdroj: Tokyo Metropolitan University / Phys.org

Okna budoucnosti mohou mít více než dva režimy

Výzkumníci demonstrovali materiál pro dynamická okna příští generace, která by lidem umožnila přepínat okna mezi …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close