Jelentős előrelépést sikerült elérni az anyagtudomány területén: a Pennsylvaniai Állami Egyetem kutatóinak a világon először sikerült stabil, kiszámítható tulajdonságokkal rendelkező nióbium-szulfid nanocsöveket létrehozniuk. A nemzetközi tudósokból álló csapatnak mindezt ráadásul egy meglepő anyag, a közönséges só felhasználásával sikerült elérniük. A fejlesztés utat nyithat a gyorsabb elektronikai eszközök, a hatékony szupravezetők és a jövő kvantumtechnológiái előtt is.
A nanocsövek olyan ultrakicsi hengeres szerkezetek, amelyekből több ezer darab tenné csak ki egy emberi hajszál vastagságát. Speciális tulajdonságai közé tartozik, hogy erősebbek lehetnek az acélnál, könnyebbek a műanyagnál, hatékonyan vezetik a hőt, és minimális ellenállással szállítják az elektromos áramot – bizonyos esetekben pedig még figyelemre méltó kvantumhatásokat is mutatnak. Ezek teszik a nanocsöveket rendkívül ígéretessé a következő generációs technológiák számára az elektronikában, az energetikában és a kvantumkutatásban – írja az Interesting Engineering.
Az egyetem kutatói szerint a nanocsövek tulajdonságait pontosan össze lehet hangolni, ha megfelelő atomokat választanak ki a létrehozásukhoz. Ez a fajta tulajdonság keltette fel a tudósok érdeklődését a nióbium-diszulfid nanocsövek iránt.
A tudósok eddig leginkább szénből és bór-nitridből tudtak ilyen szerkezeteket készíteni, a stabil fémes nanocsövek létrehozása azonban megoldatlan kihívás maradt a fémek atomi szintű komplex viselkedése miatt. A kutatók azonban sikeresen alakították át a nióbium-diszulfidot – egy olyan fémet, amely tömör formájában szupravezető képességéről ismert – a méter milliárdod részével megegyező szélességű csövekké. A szén- és bór-nitrid nanocsövekből készült sablon segítségével sikeresen hozták létre a hengerszerű anyagot – mindez komoly áttörést jelent, mivel az ilyen fémes anyagok jellemzően inkább lapos lemezeket alkotnak. Az erről szóló tanulmány az ACS Nano tudományos lapban jelent meg.
https://hvg.hu/tudomany/20251018_kompozit-femhab-cms-eros-anyag-terheles-magas-homerseklet-auto-atomreaktor
Az áttörést akkor sikerült elérni, amikor a kutatók a folyamat egy kritikus szakaszában egy kis mennyiségű közönséges sót juttattak a szerkezetbe. Ez arra késztette a fémet, hogy a sablon köré tekeredjen, ahelyett, hogy szétterülne, lehetővé téve a stabil nanocsőhéjak kialakulását.
Váratlan módon a kapott nanocsövek túlnyomórészt kétrétegű szerkezetekként alakultak ki, amik úgy néztek ki, mintha egymásba ágyazott hengerpárok lennének. Ez a konfiguráció energetikai szempontból kedvezőnek tűnt: az elektronok a rétegek között mozogtak, a szerkezetet pedig egy atomi méretű kondenzátorhoz hasonlóan stabilizálták. A számítógépes modellezés alátámasztotta ezt a mechanizmust, feltárva, hogy a rétegek közötti kölcsönhatás kulcsfontosságú a nanocsövek integritásának megőrzésében.
A kutatók most azon dolgoznak, hogy a jövőben valós felhasználási módot találjanak az újfajta anyagnak. Az ezzel kapcsolatos területek már megvannak, így kérdés, hogy mikor léphet a segítségével előre például a kvantumtechnológia.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
A kiemelt kép illusztráció.
