Nanosheet
Ett nanoark är en tvådimensionell nanostruktur med tjocklek i en skala från 1 till 100 nm.
Ett typiskt exempel på ett nanoark är grafen , det tunnaste tvådimensionella materialet (0,34 nm) i världen. Den består av ett enda lager av kolatomer med hexagonala gitter .
Exempel och tillämpningar
Från och med 2017 används Silicon nanosheets för att prototyper av framtida generationer av små (5 nm) transistorer .
Kolnanoskivor (från hampa) kan vara ett alternativ till grafen som elektroder i superkondensatorer .
Syntes
De vanligaste metoderna för syntes av nanoark använder en nedifrån-och-upp-metod, t.ex. förorganisation och polymerisation vid gränssnitt som Langmuir-Blodgett-filmer , lösningsfassyntes och kemisk ångavsättning (CVD). Till exempel CdTe ( kadmiumtellurid ) nanoskivor syntetiseras genom att fälla ut och åldras CdTe nanopartiklar i avjoniserat vatten . Bildandet av fritt flytande CdTe nanoskivor berodde på riktad hydrofob attraktion och anisotropiska elektrostatiska interaktioner orsakade av dipolmoment och små positiva laddningar. Molekylära simuleringar genom en grovkornig modell med parametrar från semi-empiriska kvantmekaniska beräkningar kan användas för att bevisa den experimentella processen.
Ultratunna enkristalliska PbS - skivor ( blysvavel ) med mikroskala i x-, y-dimensioner kan erhållas med en varmkolloidal syntesmetod . Föreningar med linjära kloroalkaner som 1,2-dikloretan innehållande klor användes under bildandet av PbS-ark. PbS ultratunna ark resulterade troligen från den orienterade fästningen av PbS-nanopartiklarna på ett tvådimensionellt sätt. De mycket reaktiva aspekterna konsumerades företrädesvis i tillväxtprocessen som ledde till den arkliknande PbS-kristalltillväxten.
Nanosheets kan också förberedas vid rumstemperatur. Till exempel syntetiserades hexagonala PbO (blyoxid)) nanoark med hjälp av guldnanopartiklar som frön under rumstemperatur. Storleken på PbO nanoarket kan ställas in av guld NP och Pb 2+
koncentration i tillväxtlösningen. Inga organiska ytaktiva ämnen användes i syntesprocessen. Orienterad vidhäftning, där arken bildas genom aggregering av små nanopartiklar som var och en har ett nettodipolmoment och ostwaldmognad är de två huvudorsakerna till bildandet av PbO nanosheets. Samma process observerades för nanopartiklar av järnsulfid.
Kolnanoskivor har producerats med industriella hampabastfibrer med en teknik som innebär att fibrerna värms upp till över 350F (180C) i 24 timmar . Resultatet utsätts sedan för intensiv värme vilket får fibrerna att exfolieras till ett nanoark av kol. Detta har använts för att skapa en elektrod för en superkondensator med elektrokemiska egenskaper "i nivå med" enheter gjorda med grafen .
Metallnanoskivor har också syntetiserats från lösningsbaserad metod genom att reducera metallprekursorer, inklusive palladium, rodium och guld.
