Un nanoring es una nanoestructura cíclica con un espesor lo suficientemente pequeño como para estar en la nanoescala ( 10-9 metros). Tenga en cuenta que esta definición permite que el diámetro del anillo sea mayor que la nanoescala. Los nanorings son un desarrollo relativamente reciente dentro del ámbito de la nanociencia; el primer informe conocido de estas nanoestructuras provino de investigadores del Instituto de Física y del Centro de Física de la Materia Condensada que sintetizaron nanorings hechos de nitruro de galio en 2001. [1] El óxido de zinc , un compuesto que se encuentra comúnmente en nanoestructuras, fue sintetizado por primera vez en nanorings por investigadores del Instituto de Tecnología de Georgiaen 2004 y varios otros compuestos nanoestructurales comunes se han sintetizado en nanorings desde entonces. [2]
Descripción general
Aunque los nanorings pueden tener un diámetro en la nanoescala, muchos de estos materiales tienen diámetros que son mayores de 100 nm, y la mayoría de los nanorings tienen un diámetro en la microescala ( 10-6 metros). Como tales, los nanorings se consideran miembros de una subclase de nanomateriales llamados nanomateriales unidimensionales (1-D). Estos son nanomateriales en los que una de las tres dimensiones físicas en una sola unidad del material está en una escala de longitud mayor que la nanoescala. Otros ejemplos de nanomateriales unidimensionales son nanocables , nano cinturones, nanotubos y nanohojas .
Unicidad mecánica
Al igual que con otros nanomateriales, gran parte del interés práctico en los nanorings surge del hecho de que en los nanorings, a menudo se pueden observar fenómenos cuantificados que normalmente no se pueden observar en la materia a granel. Los nanorings, en particular, tienen algunas propiedades adicionales que son de particular interés desde la perspectiva de la ingeniería molecular . Las nanoestructuras unidimensionales tienen una variedad de usos y aplicaciones potenciales, pero debido a las dimensiones de sus estructuras cristalinas extendidas , no se pueden cultivar en sitios de crecimiento de cristales discretos y, por lo tanto, no se pueden sintetizar en un sustrato con previsibilidad cristalográfica. [3] Por lo tanto, los nanorings se sintetizan más comúnmente de forma acuosa creando condiciones entrópicamente únicas que fuerzan el autoensamblaje de nanorings. [4] Estos materiales son mucho más útiles si se pueden manipular fácilmente mediante fuerzas mecánicas o magnéticas, ya que muchas nanoestructuras unidimensionales son extremadamente frágiles y, por lo tanto, difíciles de manipular en entornos útiles. Ahora se ha demostrado que los nanorings de ZnO fabricados a partir del plegado espontáneo de un único nanocinturón de cristal pueden manipularse físicamente sin romperse ni fracturarse, lo que les otorga una ventaja mecánica única sobre otras clases de nanoestructuras de ZnO. [5] [6]
Síntesis
Generalmente, los nanorings se sintetizan utilizando un enfoque de abajo hacia arriba, ya que las síntesis de arriba hacia abajo están limitadas por las barreras entrópicas que presentan estos materiales. Actualmente, el número de diferentes técnicas sintéticas utilizadas para fabricar estas partículas es casi tan diverso como el número de diferentes tipos de nanorings en sí. Un método común para sintetizar nanorings implica primero sintetizar nanocinturones o nanocables con una distribución de carga desigual centrada en los bordes del material. Estas partículas se autoensamblarán naturalmente en estructuras de anillo de modo que las fuerzas de repulsión de Coulomb se minimicen dentro del cristal resultante . [7] Otros enfoques para la síntesis de nanorretado incluyen el ensamblaje de un nanoreo alrededor de una pequeña partícula de semilla que luego se elimina o la expansión y torsión de estructuras similares a las porfirinas en una estructura hueca de nanoreo. [8] [9]
Referencias
- ↑ Li ZJ, Chen XL, Li HJ, Tu QY, Yang Z, Xu YP, Hu BQ (1 de mayo de 2001). "Síntesis y dispersión Raman de nanorings, nanocintas y nanocables de GaN". Un Física Aplicada . 72 (5): 629–632. Código bibliográfico : 2001ApPhA..72..629L . doi : 10.1007 / s003390100796 .
- ^ Kong XY, Ding Y, Yang R, Wang ZL (febrero de 2004). "Nanorings monocristalinos formados por autoenrollamiento epitaxial de nanocinturones polares" . Ciencia . 303 (5662): 1348–51. Código Bibliográfico : 2004Sci ... 303.1348K . doi : 10.1126 / science.1092356 . PMID 14988559 .
- ^ Drogat N, Granet R, Sol V, Krausz P (diciembre de 2009). "Síntesis de nanoring de plata en un solo recipiente" . Cartas de investigación a nanoescala . 5 (3): 566–9. doi : 10.1007 / s11671-009-9505-5 . PMC 2894113 . PMID 20672109 .
- ^ Sprafke, Johannes K .; Kondratuk, Dmitry V .; Wykes, Michael; Thompson, Amber L .; Hoffmann, Markus; Drevinskas, Rokas; Chen, Wei-Hsin; Yong, Chaw Keong; Kärnbratt, Joakim; Bullock, Joseph E .; Malfois, Marc (2 de noviembre de 2011). "Sistemas π en forma de cinturón: relacionar la geometría con la estructura electrónica en una nanorización de seis porfirinas" . Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 133 (43): 17262-17273. doi : 10.1021 / ja2045919 . ISSN 0002-7863 .
- ^ Hughes WL, Wang ZL (19 de enero de 2005). "Síntesis controlada y manipulación de nanorings y nanobows de ZnO" . Letras de Física Aplicada . 86 (4): 043106. Código Bibliográfico : 2005ApPhL..86d3106H . doi : 10.1063 / 1.1853514 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Wang ZL (3 de abril de 2009). "Plataforma de nanocables y nano cinturones de ZnO para nanotecnología". Ciencia e Ingeniería de Materiales: R: Informes . 64 (3): 33–71. doi : 10.1016 / j.mser.2009.02.001 . ISSN 0927-796X .
- ^ Kong, XY (27 de febrero de 2004). "Nanorings monocristalinos formados por autoenrollamiento epitaxial de nano cinturones polares" . Ciencia . 303 (5662): 1348-1351. doi : 10.1126 / science.1092356 . ISSN 0036-8075 .
- ^ Miras, Haralampos N .; Richmond, Craig J .; Long, De-Liang; Cronin, Leroy (29 de febrero de 2012). "Monitoreo de la fase de solución de la evolución estructural de un nanoring azul de molibdeno" . Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 134 (8): 3816–3824. doi : 10.1021 / ja210206z . ISSN 0002-7863 .
- ^ Yagi, Akiko; Segawa, Yasutomo; Itami, Kenichiro (15 de febrero de 2012). "Síntesis y propiedades de [9] ciclo-1,4-naftileno: un nanoreado de carbono extendido π" . Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 134 (6): 2962–2965. doi : 10.1021 / ja300001g . ISSN 0002-7863 .
enlaces externos
- Nanorings: las estructuras circulares sin costuras podrían ser sensores, resonadores y transductores para nanoelectrónica y biotecnología ( enlace alternativo )