Forskere perfektionerer ny nanotrådteknik

Forskere ved University of Leeds har perfektioneret en ny teknik, der giver dem mulighed for at lave molekylære nanotråde ud af tynde strimler af ringformede molekyler kendt som diskotiske flydende krystaller (DLC'er).

Resultaterne kan være et vigtigt skridt i udviklingen af ​​næste generations elektroniske enheder, såsom lethøstede celler og billige biosensorer, der kunne bruges til at teste vandkvaliteten i udviklingslande.

DLC'er er skiveformede molekyler, der er en af ​​de mere lovende kandidater til organiske elektroniske enheder. Imidlertid, at kontrollere deres justering har vist sig at være udfordrende for forskere, og dette har været en stor barriere for deres anvendelse i LCD -displayindustrien og som molekylære ledninger.

"DLC -molekyler har en tendens til at stable oven på hinanden som en bunke mønter, "sagde forsker professor Stephen Evans fra University of Leeds." Men vanskeligheden kommer i at kontrollere orienteringen af ​​sådanne søjlebunker i forhold til overfladen, hvorpå de ligger. Dette er afgørende for deres fremtidige anvendelse.

"Traditionelt set forskere har forsøgt at få DLC'er til at justere ved blot at gnide overfladen, de sidder på, med en klud for at skabe mikrospor. Denne ret primitive metode fungerer fint til makroskopiske områder, men for nye generationer af enheder skal vi nøjagtigt kontrollere, hvordan flydende krystal arrangerer sig på overfladen. "

Leeds -holdet, ledet af professor Richard Bushby og professor Evans, har udviklet en helt ny teknik ved hjælp af mønstrede overflader til selektivt at styre justering, tillader dem at stable bunkerne pænt for at skabe molekylære 'ledninger'.

Teknikken indebærer udskrivning af plader af guld eller silicium med selvmonterede enkeltlag, som kan mønstres med 'striber' af høj og lav energi. Når en dråbe flydende krystal påføres denne mønstrede overflade og opvarmes, det breder sig spontant ud som flydende fingre over de højenergiske striber, efterlader lavenergiregionerne nøgne.

Professor Evans sagde:"Inden for striberne fandt vi molekyler arrangeret i halvcylindriske søjler, hver flere mikron lange, som vi mener er det højeste kontrolniveau over DLC -tilpasning til dato. Vi fandt også ud af, at jo smallere striberne var, jo bedre de ordnede kolonner. "

Teamet er håbefulde om, at dette kontrolniveau kan føre til udviklingen af ​​en ny type biosensor, som kunne teste for alt, der ændrer overfladeegenskaberne.

"Ved at ændre overfladeegenskaberne kan vi skifte mellem justeringer, hvilket er meget interessant set fra synspunkt eller sanseanordninger, "tilføjede professor Evans." De fleste biosensorer kræver baggrundsbelysning for at se, hvornår der er sket en ændring, men det er meget let at se, når en flydende krystal har ændret retning - du holder den bare op mod lyset.

"Dette åbner store muligheder for produktion af meget enkle og, vigtigere, billige biosensorer, der kunne bruges meget i udviklingslandene. "

Holdet tester nu ledningernes ledningsevne i håb om, at de kan bruges til energioverførsel i molekylære systemer. De ser også på måder at polymerisere ledningerne for at gøre dem stærkere.