Les scientifiques utilisent un tensioactif pour aider à rendre « inerte »

La dispersion des nanotubes de nitrure de bore aide à révéler les propriétés exotiques de nouveaux matériaux 1D

Université métropolitaine de Tokyo

image : Le dépôt chimique en phase vapeur de bisulfure de molybdène sur un nanotube de nitrure de bore bien isolé crée une structure de nanotube coaxial.Voir plus

Crédit : Université métropolitaine de Tokyo

Tokyo, Japon – Des chercheurs de l'Université métropolitaine de Tokyo ont utilisé un tensioactif pour disperser des nanotubes isolants de nitrure de bore et les recouvrir sur des surfaces sans les regrouper. L'équipe a démontré que le traitement thermique pouvait éliminer le tensioactif pour révéler des modèles propres à l'échelle nanométrique ; le dépôt chimique en phase vapeur pourrait alors former des nanotubes coaxiaux sur le modèle en utilisant une gamme de matériaux. La capacité de recouvrir des nanotubes sur des structures isolantes « inertes » donne aux scientifiques un accès sans précédent aux propriétés des nouveaux matériaux nanotubes.

Les percées dans le domaine de la nanotechnologie ont rendu les nanotubes et les nanofeuilles plus faciles à trouver pour les scientifiques des matériaux. Mais les étudier isolément est loin d’être facile. Parce qu'ils sont souvent regroupés ou agrégés, il est difficile de cibler les propriétés optiques et électroniques exotiques qui proviennent de leur dimensionnalité réduite.

Des travaux récents ont montré que des matériaux nanotubes pouvaient être cultivés à la surface d'un nanotube de carbone, fournissant ainsi des structures bien séparées pouvant potentiellement être caractérisées. Mais les nanotubes de carbone ont des propriétés conductrices et absorbent fortement la lumière, ce qui rend difficile la distinction entre les propriétés électriques et optiques du matériau revêtu de celles du nanotube d'origine.

Aujourd’hui, une équipe dirigée par le professeur adjoint Yusuke Nakanishi, le professeur adjoint Yohei Yomogida et le professeur agrégé Yasumitsu Miyata de l’Université métropolitaine de Tokyo a plutôt utilisé des nanotubes isolants de nitrure de bore (BN) comme modèles pour la croissance de nanotubes. Ce n’est pas une mince affaire : les nanotubes de nitrure de bore sont notoirement collants. Bien qu'ils puissent être dispersés avec un tensioactif qui aide à maintenir les tubes séparés, il n'était pas clair si le tensioactif pouvait être retiré pour révéler un gabarit propre. Aujourd’hui, l’équipe a réussi à trouver un tensioactif qui ne colle pas aux tubes ; ils ont également mis au point un traitement thermique sous vide qui laisse des modèles de nanotubes isolants propres et bien isolés.

Grâce au dépôt chimique en phase vapeur, une gamme de matériaux peut être appliquée sur les modèles. Le nouveau tube s'enroule autour des tubes BN d'origine, formant quelque chose qui ressemble à un câble coaxial à l'échelle nanométrique. Il est important de noter que le BN étant un matériau isolant, les propriétés électriques de tout matériau revêtu peuvent être étudiées de manière approfondie sans précédent. Cela inclut une propriété connue sous le nom de chiralité, la « rectitude » de la structure des atomes du nanotube qui donne naissance à toute une gamme de propriétés électroniques exotiques.

En principe, l’équipe estime que leurs « nano-éprouvettes » peuvent être utilisées pour modéliser la croissance de toute une gamme de matériaux différents. Ils ont déjà réussi avec le bisulfure de molybdène et le carbone, et il reste encore beaucoup à faire. Ajoutez à cela l’inertie optique et électrique de leur modèle BN, et leur nouvelle plateforme promet non seulement la découverte de matériaux, mais également un accès sans entrave à leurs propriétés physicochimiques exotiques.

Ce travail a été soutenu par les numéros de subvention JSPS KAKENHI JP19H02543, JP19K15392, JP20H00220, JP20H02572, JP20H02573, JP20H02605, JP20KK0114, JP21H05232, JP21H05234, JP22H0028. 0, JP22H00283, JP22H01911, JP22K04886, JP22H04957, JP22H05468 et JP22H05469, numéros de subvention JST CREST JPMJCR17I5, JPMJCR20B1, et JPMJCR20B5, et le numéro de subvention du programme JST FOREST JPMJFR213X.

ACS Nano

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