miércoles, 15 de noviembre de 2017

Síntesis de óxidos metálicos 2D a temperatura ambiente a partir de metales líquidos

El desarrollo de la electrónica flexible y de otras tecnologías de punta requiere del uso de películas ultra-delgadas bidimensionales (2D) de óxidos metálicos, las cuales combinan las propiedades electrónicas del bulto con la gran actividad superficial de los nanomateriales. Sin embargo, la síntesis de óxidos metálicos 2D es costosa y difícil empleando los métodos tradicionales.

Utilizando diferentes aleaciones líquidas de galio como solventes, investigadores del Royal Melbourne Institute of Technology, lograron producir películas sub-nanométricas (de 0.5 a 1 nm) de HfO2, Al2O3, y Gd2O3 a temperatura ambiente. Las hojas 2D aparecen sobre el metal líquido en una capa superficial después de haber diluido el Hf, Al y Gd en la aleación de bulto. Las películas ultra-delgadas de HfO2 muestran valores superiores hasta en tres órdenes de magnitud del campo de ruptura dieléctrica y exhiben valores similares de la constante dieléctrica y de la banda prohibida reportados para el bulto.

Esta técnica promete ser escalable, reducir los costos y lograr nuevos óxidos 2D no producidos anteriormente.

Los resultados se publicaron recientemente en Science


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jueves, 9 de noviembre de 2017

Seda de araña reforzada con grafeno o nanotubos de carbono


Las arañas pueden producir seda con propiedades mecánicas mejoradas si se alimentan con una solución acuosa con nanotubos de carbono o grafeno. Las arañas producen entonces fibras que muestran la mayor viscosidad reportada hasta la fecha y una resistencia comparable a la de las fibras de carbono más fuertes. Estos experimentos abren el camino para generar fibras reforzadas a partir de la inclusión de un material sintético al proceso natural de la producción del hilo de seda. La integración de este tipo de refuerzos a materiales producidos por plantas o por otros animales permitirá la producción de una nueva clase de materiales "biónicos" con múltiples aplicaciones.


Los resultados fueron publicados recientemente en 2D Materials

miércoles, 1 de noviembre de 2017

Dopaje con Re en aleaciones 2D de dicalcogenuros muestra propiedades magnéticas imprevistas


La técnica de depósito por descomposición química de vapores (chemical vapor deposition, CVD) fue aplicada por investigadores para hacer películas de espesor atómico de dicalcogenuros.  Añadieron a la mezcla un elemento dopante,  como el renio (Re) o el telurio (Te), y  demostraron que era posible reorganizar los átomos del cristal 2D, reemplazando algunos átomos directamente con el dopante. Los cambios físicos  en el cristal plano generaron cambios en sus propiedades mecánicas y electrónicas.
Tomando en cuenta que el Re y el Te no son magnéticos, fue inesperado descubrir que estas películas dopadas presentaran un ordenamiento ferromagnético.

Los resultados fueron publicados recientemente en Advanced Materials


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miércoles, 25 de octubre de 2017

Selección de nanotubos de carbono de doble pared


Investigadores de Alemania y Brasil fueron los primeros en clasificar nanotubos de carbono de doble pared en función de las propiedades electrónicas de las paredes interna y externa, semiconductora (SC) o metálica (M). La técnica utilizada para la selección consiste en la aplicación de surfactantes que forman micelas en torno al nanotubo, y la forma que adquiere el recubrimiento depende de la característica electrónica del nanotubo (ya sea SC o M). Se aprovecha la estructura del surfactante para que, mediante la interacción con otro medio (i.e., columnas de gel), se separen los nanotubos por tipo electrónico. Como resultado se obtienen fracciones purificadas de nanotubos con estructuras electrónicas tipo M@M, SC@M, M@SC and SC@SC (pared interna@pared externa). De esta forma se podrán construir dispositivos como transistores de efecto de campo a partir de nanotubos SC o M, o bien, superconductores basados en nanotubos de doble pared totalmente metálicos.

Los resultados fueron publicados recientemente en Nature Nanotechnology


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miércoles, 18 de octubre de 2017

Arreglo nanobiosintético fotoactivo para la producción de hidrógeno


Un grupo internacional de investigadores desarrolló un método para generar hidrógeno utilizando una bomba de protones transmembranal, sintetizada en el laboratorio, compuesta por nanodiscos lipídicos que contienen embebidas enzimas llamadas bacteriorodopsinas. Posterior a su ensamble, la bomba de protones se acopla con nanopartículas de Pt/TiO2.  Bajo la acción de luz visible o verde monocromática, en condiciones de pH neutro y temperatura ambiente, este arreglo nanobiosintético genera una corriente de electrones que permite la producción de hidrógeno a partir de agua con metanol. El sistema produce 240 μmol de hidrógeno/μmol proteína-h con luz verde monocromática y 17.74 mmol de hidrógeno/μmol proteína-h con luz blanca.

Los resultados se publicaron recientemente en ACS Nano, 11.


Más información en Science Daily.

miércoles, 11 de octubre de 2017

Medidas de alta precisión del acoplamiento electrón-fonón


Muchas de las nuevas propiedades en materiales complejos surgen del acoplamiento de diferentes grados de libertad como la carga, el orbital, el espín y la red cristalina. En particular, la correlación cooperativa entre las interacciones electrón-fonón y las electrón-electrón se sugiere teóricamente como la causante de la superconductividad no convencional; sin embargo, la verificación experimental ha estado faltando.

Un grupo internacional determinó cuantitativamente la intensidad del acoplamiento electrón-fonón mediante medidas de muy alta precisión en películas epitaxiales de FeSe crecidas sobre sustratos de SrTiO3. Los investigadores combinaron dos experimentos realizados en el dominio del tiempo, acoplados coherentemente  en la región de los THz,  lo que posibilita extraer la información de un modo fonónico con alta precisión. Así, se excita la red cristalina con pulsos ultra rápidos (en femtosegundos) de fotones del infrarrojo, la dinámica del desplazamiento de la red (en niveles subpicométricos) se mide por difracción de rayos-X, y el corrimiento de la energía de la banda (en milielectronvolts)  se determina por espectroscopía de fotoemisión. La metodología desarrollada provee una técnica puramente experimental, libre de simulaciones que brinda una información completa en tiempo, espacio, moméntum y energía con alta sensibilidad y precisión y, además, concuerda con los cálculos teóricos publicados anteriormente

Los resultados pueron publicados recientemente en Science.


Más información en MRS Bulletin News.

miércoles, 4 de octubre de 2017

Diseño controlado de puntos cuánticos en 2D


Investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara, Estados Unidos,  lograron producir arreglos ordenados de puntos cuánticos, controlando posición y el tamaño de los mismos en materiales bidimensionales (2D) como  disulfuro de molibdeno (MoS2), 

La configuración de los puntos cuánticos en una superestructura 2D permite ajustar la brecha de banda entre 1.81 eV y 1.42 eV sin pérdida del rendimiento fotoluminiscente.  Con este método se producen matrices de puntos cuánticos en amplias zonas de la superficie con densidad espacial a escala nanométrica. Los puntos cuánticos interfieren entre sí y crean cristales artificiales. Así se pueden fabricar dispositivos emisores de luz como láseres con materiales en 2D a longitudes de onda deseadas. Esta técnica también abre la posibilidad de montar sistemas de información cuántica a gran escala y  materiales  artificiales en 2D.


Los resultados fueron reportados recientemente en : Scientific Reports 7


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