Neue Nanohelices aus Zinkoxid, die Ähnlichkeit mit der vor 50 Jahren entdeckten helikalen Konfiguration der DNA aufweisen, könnte eine Grundlage für die Entwicklung nanoskaliger Sensoren, Wandler, Resonatoren und anderer Geräte werden, die auf Elektromechanik basieren Kupplung.
Neue Nanohelices aus Zinkoxid, die Ähnlichkeit mit der vor 50 Jahren entdeckten helikalen Konfiguration der DNA aufweisen, könnte eine Grundlage für die Entwicklung nanoskaliger Sensoren, Wandler, Resonatoren und anderer Geräte werden, die auf Elektromechanik basieren Kupplung. Wenn Sie sich mit Nanotechnologie auskennen, wissen Sie, dass Nanostrukturen in den unterschiedlichsten Formen auftreten können, beispielsweise als Nanoröhren, Nanoringe oder Nanogürtel. Aber haben Sie schon einmal von Nanohelices gehört? Diese neuen Nanostrukturen, die Ähnlichkeit mit der vor 50 Jahren entdeckten helikalen Konfiguration der DNA aufweisen, bestehen aus Zinkoxid. Diese Nanohelices können „Längen von bis zu 100 Mikrometern, Durchmesser von 300 bis 700 Nanometern und Breiten von 100 bis 500 Nanometern erreichen“. Und sie könnten eine Grundlage für die Entwicklung nanoskaliger Sensoren, Wandler, Resonatoren und anderer Geräte werden, die auf Elektromechanik basieren Kupplung.
Diese Nanohelices wurden erstellt von Zhong Lin Wang und seine Forscherkollegen in seine Gruppe am Georgia Institute of Technology.
Und hier beginnt eine andere Geschichte. Am 9. September 2005 veröffentlichte das Georgia Institute of Technology eine Pressemitteilung über diese Nanohelices mit dem nüchternen Namen „Nanohelix-Struktur liefert neuen Baustein."
Doch zwanzig Tage später meldet sich die Chinesische Akademie der Wissenschaften (CAS), an der auch Zhong Lin Wang arbeitet Nationales Zentrum für Nanowissenschaften und Technologie hat eine eigene Pressemitteilung mit einem spannenderen Titel veröffentlicht“,Erste helikale Struktur in der Nanowelt".
Diese Diskrepanz faszinierte mich, ich schaute mich um und stellte fest, dass Nanohelices gar nicht so neu sind und bereits seit mehreren Jahren ein Forschungsthema sind.
Mehr dazu finden Sie weiter unten, aber schauen wir uns zunächst einige Bilder dieser Nanohelices an, die mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) aufgenommen wurden (Quelle: Georgia Institute of Technology).
Diese rechtsdrehenden helikalen ZnO-Nanostrukturen sind ziemlich klein, wobei Nanogürtel eine typische Breite von etwa 30 Nanometern haben.
Hier ist ein kurzer Auszug aus der Pressemitteilung von Georgia Tech über den Herstellungsprozess dieser Nanohelices.
Zinkoxidpulver (ZnO) wird in einem Aluminiumoxidrohr in einem horizontalen Hochtemperaturrohrofen positioniert. Unter Vakuum wird das Material auf etwa 1.000 Grad Celsius erhitzt und anschließend ein Argon-Trägergas eingeleitet. Das Erhitzen wird fortgesetzt, bis der Ofen etwa 1.400 Grad erreicht. Die Nanohelix-Strukturen bilden sich im Ofen auf einem polykristallinen Aluminiumoxid (Al2O3)-Substrat.
Und andere exotische Nanostrukturen könnten von diesem Forschungsteam hergestellt werden.
Bisher hat Wangs Forschungsteam fast 20 verschiedene Zinkoxid-Nanostrukturen hergestellt, darunter Nanogürtel, ausgerichtete Nanodrähte, Nanoröhren, Nanopropeller-Arrays, Nanobögen, Nanofedern, Nanoringe, Nanoschalen und andere. Und möglicherweise werden noch weitere Strukturen entdeckt.
„Man weiß nie, welche anderen Strukturen da draußen sein könnten, die zu diesem Werkzeugkasten hinzugefügt werden könnten“, sagte Wang. „Angesichts des Reichtums dieser Konfiguration und der vollständigen Eigenschaften handelt es sich um ein einzigartiges Material, das nach Kohlenstoffnanoröhren zum neuen Material für die Nanotechnologie werden könnte.“
Die neuesten Forschungsarbeiten zu diesen Nanohelices wurden veröffentlicht von Wissenschaft unter dem Titel „Conversion of Zinc Oxide Nanobelts into Superlattice-Structured Nanohelices“ (Vol. 309, Ausgabe 5741, Seiten 1700-1704, 9. September 2005). Hier sind zwei Links dazu das Abstrakte und zu das vollständige Papier (PDF-Format, 5 Seiten, 517 KB).
Aber eine frühere Arbeit wurde von veröffentlicht Nano-Buchstaben vor zwei Jahren unter dem Namen „Spontaneous polarization-induzierte Nanohelixes, Nanosprings, and Nanorings of piezoelectric nanobelts“ (Bd. 3, Nr. 12, Seiten 1625-1631, 6. August 2003). Und hier sind die Links dazu das Abstrakte Und das vollständige Papier (PDF-Format, 7 Seiten, 1,06 MB). Die Bilder oben stammen aus diesem Artikel.
Was halten Sie nach der Lektüre all dieser Elemente von der CAS-Pressemitteilung, in der eine Weltpremiere für Nanohelices angekündigt wird?
Quellen: Georgia Institute of Technology, 9. September 2005; Die Chinesische Akademie der Wissenschaften, 29. September 2005; und verschiedene Websites
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