นักเคมีพบวิธีสร้างนาโนคริสตัลจากโลหะไนไตรด์ วัสดุประเภทหนึ่งที่ท้าทายความพยายามก่อนหน้านี้ในการผลิตระดับนาโน นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยชิคาโกและห้องปฏิบัติการแห่งชาติอาร์กอนน์อธิบายวิธีการนี้ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารเนเจอร์ ผลลัพธ์อาจเปลี่ยนวัสดุในชีวิตประจำวันที่ใช้ในไฟ LED อุปกรณ์ปลูกถ่ายทางการแพทย์ และตัวนำยวดยิ่งให้เป็นส่วนประกอบสำหรับอุปกรณ์ยืดหยุ่นและพิมพ์ได้รุ่นใหม่
ปัญหาที่ยาวนาน
นาโนคริสตัลเป็นผลึกขนาดเล็กมากที่กลายเป็นส่วนสำคัญของวัสดุศาสตร์สมัยใหม่ ควอนตัมดอต ซึ่งเป็นนาโนคริสตัลประเภทหนึ่ง ช่วยสร้างแรงบันดาลใจให้รางวัลโนเบลสาขาเคมีปี 2023 แต่นักวิจัยสามารถสร้างโครงสร้างเล็กๆ เหล่านี้ได้จากวัสดุเพียงไม่กี่ประเภทเท่านั้น โลหะไนไตรด์ ซึ่งมีคุณค่าในด้านความแข็ง ทนทาน และมีประโยชน์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ต้านทานการสังเคราะห์นาโนคริสตัลแบบดั้งเดิมที่ขนาดและปริมาณที่จำเป็นสำหรับการใช้งานจริง ทำให้เกิดช่องว่างระหว่างวัสดุที่อุตสาหกรรมพึ่งพากับวัสดุที่นักวิทยาศาสตร์สามารถย่อขนาดลงสู่ระดับนาโนได้
วัสดุใหม่เกือบโหล
วิธีการนี้เปิดเป้าหมายที่ใหญ่ขึ้นมาก "เราสามารถแสดงวิธีสร้างวัสดุเกือบโหลที่ไม่สามารถสังเคราะห์ด้วยวิธีดั้งเดิมได้" รุ่ยหมิง หลิน นักศึกษาบัณฑิตศึกษาจากมหาวิทยาลัยชิคาโกและผู้เขียนคนแรกของการศึกษากล่าว ผลึกมีขนาดเล็กมากจนสามารถใส่ได้หลายพันล้านผลึกบนเล็บมือ ทีมงานกล่าว และภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนยืนยันผลลัพธ์
สิ่งที่วัสดุเหล่านี้ทำได้
โลหะไนไตรด์ขับเคลื่อนเทคโนโลยีมากมายอยู่แล้ว แกลเลียมไนไตรด์ใช้กันอย่างแพร่หลายในไฟ LED และจอแสดงผล ไทเทเนียมไนไตรด์ปรากฏในอุปกรณ์ปลูกถ่ายทางการแพทย์ ไนโอเบียมไนไตรด์ทำหน้าที่เป็นตัวนำยวดยิ่ง และโมลิบดีนัมไนไตรด์ทำงานเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จนถึงตอนนี้ วัสดุเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้ในรูปแบบแข็งและเทอะทะ ในรูปแบบนาโนคริสตัล พวกมันสามารถพิมพ์ลงบนพื้นผิวยืดหยุ่น ใช้ในระบบแสงสว่างรูปแบบใหม่ หรือสร้างเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่โค้งงอและเคลื่อนไหวตามร่างกาย นักวิจัยกล่าวว่าสูตรนี้ให้เครื่องมือที่ใหญ่กว่ามากแก่วิศวกรในการออกแบบอุปกรณ์แห่งอนาคต