Los científicos han creado un cable eléctrico que mide sólo 3 átomos de ancho


 

Los científicos han desarrollado los cables eléctricos más delgados posible, usando pequeños pedazos de diamantes llamados diamantoides para construir un alambre de sólo tres átomos de ancho.

El alambre, se ajusta a la escala nanométrica como si fueran LEGOS moleculares, está hecho de una cadena de diamantoides unidos a átomos de azufre y cobre, y la única manera que se unen podría conducir a telas que generan electricidad simplemente a través del movimiento.

“Lo que hemos demostrado aquí es que podemos hacer cables pequeños y conductores del menor tamaño posible que esencialmente se ensamblan”, dice el investigador Hao Yan de la Universidad de Stanford.

Los diamantoides, que ocurren naturalmente en los fluidos petrolíferos, son pequeñas estructuras en forma de jaula hechas de carbono e hidrógeno. Están fuertemente atraídos unos a otros, a través de las fuerzas de van der Waals, y debido a esa atracción, cada diamonoide se vincula con el siguiente en la cadena.

Una vez que se unen a un único átomo de cobre y azufre cada una, la atracción entre los diamantoides forma una estructura en curso, similar a un alambre. Al igual que los bloques LEGO, sólo encajan en ciertas formas que están determinadas por su tamaño y forma.

Los átomos de cobre y azufre de cada bloque de construcción se enrollaron en el centro, formando el núcleo conductor del alambre, y los diamantóides más voluminosos en el exterior, forman la cáscara aislante.

No es la primera vez que los investigadores han trabajado en el desarrollo de nanohilos capaces de conducir una corriente eléctrica, pero el equipo dice que su cadena de diamantoides de tres átomos de ancho es la estructura más pequeña posible.

Otros métodos moleculares de autoensamblaje han sido probados, pero el equilibrio entre la delicada interacción entre fuerzas atractivas y repulsivas para obtener el tamaño deseado ha resultado muy difícil. Alcanzar un ‘núcleo sólido’ de una sección transversal de tres átomos es ideal, es lo suficientemente pequeño para exhibir una funcionalidad única, pero puede tolerar defectos o cepas únicas, ya que todavía hay un camino para que fluyan los electrones.

Los investigadores ahora están experimentando con la sustitución de nuevos materiales en lugar de cobre y azufre para ver qué otros tipos de nano-cables que pueden crear con la misma técnica.

Dependiendo de las moléculas que utilice en el núcleo del alambre, obtendrá un tipo diferente de conductividad, que podría permitir un día una amplia gama de aplicaciones, como cables extremadamente pequeños para dispositivos eléctricos o materiales superconductores que conducen electricidad sin pérdida alguna debido a su estructura molecular intrincada. Otra opción podría ser los dispositivos de energía piezoeléctrica, que generan electricidad a partir del movimiento. Este método nos da una caja de herramientas versátil donde podemos mezclar con una serie de ingredientes y condiciones experimentales para crear nuevos materiales con finamente afinado propiedades electrónicas y física interesante.

 

Los hallazgos se informan en Nature Materials.

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