Fremkomsten af ​​et nyt heteronanostrukturbibliotek

Organisering af funktionelle objekter i et kompleks, sofistikeret arkitektur på nanoskala kan give hybridmaterialer, der overgår deres soloobjekter enormt, tilbyder spændende ruter til en række applikationer. Udviklingen inden for syntetisk kemi gennem de seneste årtier har muliggjort et bibliotek af hybride nanostrukturer, såsom kerne-skal, pletvis, dimer, og hierarkiske/forgrenede.

Alligevel, materialekombinationerne af disse ikke-van der Waals faste stoffer er stort set begrænset af reglen om gittertilpasset epitaksi.

Et forskerhold ledet af professor Yu Shuhong ved University of Science and Technology of China (USTC) har rapporteret om en ny klasse af heteronanostrukturer, de kalder aksiale supergitter nanotråde (ASLNW'er), som tillader stor gitter-mismatch tolerance og dermed store materialekombinationer. Forskningsartiklen med titlen "One-Dimensional Superlattice Heterostructure Library" blev publiceret i Journal of the American Chemical Society den 12. maj.

For at opnå det forudsigelige, højpræcisionssyntese af et bibliotek af ASLNW'er, de designede en aksial kodningsmetodologi, der muliggør regiospecificitet til kemoselektiv transformation.

De startede fra en foruddesignet, rekonfigurerbar nanoskala-ramme, og derefter kemisk afkoblet de tilstødende underobjekter ved at udnytte reaktionens termodynamik og kinetik. På denne måde de opnåede et bibliotek med ni distinkte ASLNW'er med i princippet talrige geometriske derivater.

Ved at regulere reaktionsselektiviteten, de var i stand til on demand at programmere kompositionerne, dimensioner, krystal faser, grænseflader, og periodicitet i ASLNWs. Takket være en sådan kontrol på højt niveau, de opnåede endelig overlegen fotokatalytisk ydeevne ved hjælp af optimerede ASLNW'er.

Resultaterne kaster nyt lys på at skabe højordens nanostrukturer med øget kompleksitet og forbedrede funktioner, som ville vise betydelige indvirkninger på en bred vifte af applikationer inden for solenergikonvertering og optoelektronik.