Branche nieuws

Uit druppels groeien buisjes

Sinds de ontdekking van koolstof nanobuisjes aan het begin van de jaren negentig staan nanobuisjes en nanodraden in het middelpunt van de wetenschappelijke en technische interesse. Toepassingsmogelijkheden voor deze nanostructuren zijn er volop, bijvoorbeeld als schakelingen bij micro elektronica, in sensoren of als speciale lichtgeleider en licht emitterende nanobuisjes in displays. Een onderzoeksteam aan de Johannes Gutenberg-Universität Mainz heeft een nieuw proces ontwikkeld voor de vervaardiging van tindisulfide (SnS2) nanobuisjes.

Metaalsulfide met een laminaire structuur die anorganische nanobuisjes vormen, zijn niet nieuw. Ze werden al medisch toegepast als trekvaste draden, als waterstofopslag voor oplaadbare batterijen, in de katalyse en in de nanotechnologie.

Een groot probleem bij de productie van nanobuisjes uit disulfide is de hoge temperatuur waarbij de plenaire lagen kromtrekken en als buisjes aan elkaar knopen. Bovendien moeten de buisjes als instabiel bijproduct worden afgevangen. In het geval van tindisulfide is dit nauwelijks haalbaar, want de verbinding valt bij een duidelijk lagere temperatuur al uiteen.


TEM-foto’s van nanobuisjes die, uitgaand van kristallijn SnS2 (links) en kristallijn SnS (midden, rechts) werden gesynthetiseerd.

VLS-proces

De wetenschappers uit Mainz maken bij de productie van tinsulfide nanobuisjes gebruik van een andere procedure. Ze gebruiken het ‘Vapor Liquid Solid’ (VLS) proces, een methode die alleen bij de productie van halfgeleider nanodraden wordt toegepast. Bismut metaalpoeder wordt vermengd met tindisulfide nanovlokken en in een buisjesoven door een argonstroming verhit. Aan het koude einde wordt het reactieproduct afgescheiden.

In de oven ontstaan bismut nanodruppels, die het lokale startpunt vormen voor tin. Op deze manier verrijken de reactiedelen zich in de metaaldruppel, die als kiem voor de groei van het nanobuisje dient. De metaaldruppel blijft als een kogeltje aan het einde van het buisje behouden en de nanobuisjes groeien als een haar uit een haarzakje. Dankzij de katalyse door het metaaldruppeltje is groei bij lage temperatuur mogelijk.

Met de nieuwe methode lukte het de wetenschappers om foutloze nanobuisjes met een diameter tussen 30 nm en 40 nm en een lengte van 100 nm tot 500 nm te vervaardigen, die waren opgebouwd uit meerder lagen SnS2.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven