Team dyrker ensartede nanotråde

En forsker fra Missouri University of Science and Technology har udviklet en ny måde at dyrke nanowire-arrays med en bestemt diameter, længde og ensartet konsistens. Denne tilgang til dyrkning af nanomaterialer vil forbedre effektiviteten af ​​forskellige enheder, herunder solceller og brændselsceller.

Disse halvledende nanotråde kunne også erstatte tynde film, der dækker nutidens solpaneler. Nuværende paneler kan kun behandle 20 procent af den solenergi, de optager. Ved at anvende nanotrådene, panelernes overfladeareal ville øges og tillade mere effektiv opsamling og konvertering af solenergi. Ledningerne kunne også anvendes i det biomedicinske område for at maksimere varmeproduktionen ved hypertermibehandling af cancer.

I brændselsceller, disse nanowire-arrays kan bruges til at sænke produktionsomkostningerne ved at stole på mere omkostningseffektive katalysatorer. "Mit team og jeg håber at kunne erstatte eller udkonkurrere den nuværende brug af platin og vise, at disse nanowire-arrays er bedre katalysatorer for iltreduktionsreaktionerne i cellerne, " siger Dr. Manashi Nath, assisterende professor i kemi ved Missouri S&T.

Nanotrådene, som dyrkes på mønstrede nanoelektroder, er kun synlige gennem et elektronmikroskop. Nath skaber nanowire-arrays gennem en proces, som hun kalder indesluttet elektroaflejring på litografisk mønstrede nanoelektroder.

For at dyrke nanotrådene, Nath skriver en billedfil, der skaber et mønster for den form og størrelse, hun vil producere. Ved hjælp af elektronstrålelitografi, hun "stempler" derefter mønsteret på en polymermatrix, og nanotrådene dyrkes ved at påføre elektrisk strøm gennem elektroaflejring.

Nath dyrker nanotrådene i et parallelt mønster, som ligner en række søm, der stikker ud fra et stykke tømmer. Den ene ende holdes fast til en metalleder som kobber eller guld, mens den anden ende spidser udad. Hele strukturen er omgivet af en polymermatrix. Nath og hendes forskerhold kan producere ledninger af enhver form og størrelse. For at øge nanotrådenes overfladeareal, Nath kan gøre dem hule i midten, meget ligesom kulstof nanorør, der findes i optik og elektronik.

Nanotrådene tillader strøm at rejse gennem dem. Polymeren, som er ikke-ledende, kan fjernes for at lade ledningerne stå frit og alligevel ikke miste form eller konsistens. I øjeblikket, ledningerne er lavet af metal chalcogenider, som inkluderer cadmiumtellurid, koboltselenid eller jernselenid.