Wissenschaftler haben offiziell das dünnste elektrische Kabel der Welt entwickeltMessen drei Atome breit.
[Bildquelle: SLAC National Accelerator Laboratory]
Die Arbeit stammt von Wissenschaftlern der Stanford University und dem SLAC National Accelerator Laboratory des Department of Energy. Sie haben die Verwendung festgelegt. Diamanten, die kleinstmöglichen Diamanten, um den dünnsten elektrischen Draht zusammenzusetzen.
Nicholas Melosh von Stanford University sagte: „Ihre winzige Größe ist wichtig, weil ein Material, das nur in einer oder zwei Dimensionen existiert – als Punkte, Drähte oder Bleche im atomaren Maßstab – ganz andere, außergewöhnliche Eigenschaften haben kann als das gleiche Material, das in großen Mengen hergestellt wird.“
Diamanten heften sich an Schwefel- und Kupferatome, also erschaffen der Draht. Die käfigartigen Strukturen stammen von Kohlenstoff- und Wasserstoffbrückenbindungen. Sie kommen natürlich in Erdölflüssigkeit vor.
Der elektrische Draht ist im Nanobereich ähnlich dem molekularen LEGO aufgebaut. Die Moleküle Link auf einzigartige Weise nach oben, was zu Stoffen führen könnte, die durch Bewegung Strom erzeugen.
"Ähnlich wie LEGO-Blöcke passen sie nur auf eine bestimmte Weise zusammen, die durch ihre Größe und Form bestimmt wird", sagte der ForscherFei Hua Li.
Hao Yan, ein Forscher der Stanford University sagte: "Was wir hier gezeigt haben, ist, dass wir winzige, leitende Drähte der kleinstmöglichen Größe herstellen können, die sich im Wesentlichen selbst zusammensetzen".
Laut Yan, "Der Prozess ist eine einfache Eintopf-Synthese. Sie geben die Zutaten zusammen und Sie können in einer halben Stunde Ergebnisse erzielen. Es ist fast so, als ob die Diamantoiden wissen, wohin sie wollen."
Die folgende Animation veranschaulicht die Bildung der diamantförmigen Saite.
[Bildquelle: SLAC National Accelerator Laboratory]
Die Diamantoiden heften sich durch starke Kräfte aneinander, genannt van-der-Waals-Kräfte. Diese Kräfte Stellen Sie sicher, dass jedes Diamantoid am nächsten haftet und so eine lange Kette bildet.
"Die Kupfer- und Schwefelatome jedes Bausteins sind in der Mitte aufgewickelt und bilden den leitenden Kern des Drahtes, und die sperrigeren Diamantoiden sind außen aufgewickelt und bilden die isolierende Hülle." sagte der Forscher Fei Hua Li.
Nano-Draht, das elektrischen Strom leiten kann, ist keine neue Entdeckung. Ein Nanodraht dieser Breite macht ihn jedoch zur kleinsten entwickelten Struktur.
"Andere molekulare Selbstorganisationsmethoden wurden ausprobiert, aber das empfindliche Zusammenspiel zwischen anziehenden und abstoßenden Kräften auszubalancieren, um genau die gewünschte Größe zu erreichen, hat sich als sehr schwierig erwiesen", sagte ein Teammitglied, Nicholas Melosh, IEEE-Spektrum.
Er auch sagte "Es ist ideal, einen 'festen Kern' mit einem Querschnitt von drei Atomen zu erreichen. Er ist klein genug, um eine einzigartige Funktionalität zu zeigen, kann jedoch einzelne Defekte oder Spannungen tolerieren, da es immer noch einen Weg für den Elektronenfluss gibt."
Die Einsatzmöglichkeiten dieser kleinen Technologie scheinen grenzenlos zu sein. Die Forscher hoffen, dass mehr an diesen Drähten gearbeitet wird und diese Drähte auch in andere Nanotechnologien integriert werden.
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Geschrieben von Terry Berman