Długoletni problem
Nanokryształy to mikroskopijne kryształy, które stały się centralną częścią nowoczesnej nauki o materiałach. Kropki kwantowe, rodzaj nanokryształów, zainspirowały Nagrodę Nobla z chemii w 2023 roku. Ale badaczom udało się wcześniej wytworzyć te maleńkie struktury tylko z wąskiej gamy materiałów. Azotki metali, cenione za twardość, stabilność i użyteczność w elektronice, opierały się konwencjonalnej syntezie nanokryształów w rozmiarach i skali potrzebnych do rzeczywistych zastosowań. To pozostawiło lukę między materiałami, na których polega przemysł, a materiałami, które naukowcy mogli zmniejszyć do skali nano.
Prawie tuzin nowych materiałów
Metoda otworzyła znacznie większy zestaw celów. "Udało nam się pokazać, jak wytworzyć serię prawie tuzina materiałów, których nie można było zsyntetyzować tradycyjnymi metodami" – powiedział Ruiming Lin, doktorant na Uniwersytecie w Chicago i pierwszy autor badania. Kryształy są tak małe, że miliardy mogłyby zmieścić się na paznokciu, poinformował zespół, a obrazy z mikroskopu elektronowego potwierdziły wyniki.
Do czego materiały mogłyby służyć
Azotki metali już napędzają wiele technologii. Azotek galu jest szeroko stosowany w oświetleniu LED i wyświetlaczach. Azotek tytanu występuje w implantach medycznych. Azotek niobu działa jako nadprzewodnik, a azotek molibdenu jako katalizator. Do tej pory materiały te mogły być używane głównie w sztywnych, nieporęcznych formach. W formie nanokryształów mogłyby być drukowane na elastycznych powierzchniach, używane w nowych rodzajach oświetlenia lub wbudowywane w urządzenia medyczne, które się wyginają i poruszają wraz z ciałem. Naukowcy twierdzą, że ich przepis daje inżynierom znacznie większy zestaw narzędzi do projektowania urządzeń przyszłości.