Et langvarigt problem
Nanokrystaller er mikroskopiske krystaller, der er blevet en central del af moderne materialevidenskab. Kvanteprikker, en type nanokrystal, var med til at inspirere Nobelprisen i kemi i 2023. Men forskere havde kun formået at lave disse bittesmå strukturer fra en snæver række materialer. Metalnitrider, som er værdsat for at være hårde, stabile og nyttige i elektronik, modstod konventionel nanokrystalsyntese i de størrelser og den skala, der er nødvendig for reelle anvendelser. Det efterlod et hul mellem de materialer, industrien er afhængig af, og de materialer, forskere kunne formindske til nanoskala.
Næsten et dusin nye materialer
Metoden åbnede op for et meget større sæt af mål. "Vi var i stand til at vise, hvordan man laver en serie på næsten et dusin materialer, der ikke kunne syntetiseres med traditionelle metoder," sagde Ruiming Lin, en kandidatstuderende ved University of Chicago og førsteforfatter af undersøgelsen. Krystallerne er så små, at milliarder kunne passe på en fingernegl, sagde teamet, og elektronmikroskopbilleder bekræftede resultaterne.
Hvad materialerne kunne gøre
Metalnitrider driver allerede mange teknologier. Galliumnitrid er meget brugt i LED-belysning og skærme. Titannitrid findes i medicinske implantater. Niobnitrid fungerer som superleder, og molybdænnitrid virker som katalysator. Indtil nu kunne disse materialer for det meste bruges i stive, voluminøse former. I nanokrystalform kunne de printes på fleksible overflader, bruges i nye former for belysning eller bygges ind i medicinsk udstyr, der bøjer og bevæger sig med kroppen. Forskerne siger, at opskriften giver ingeniører et meget større værktøjssæt til at designe fremtidens enheder.