En forskare från Missouri University of Science and Technology har utvecklat ett nytt sätt att odla nanotrådar med en bestämd diameter, längd och enhetlig konsistens. Denna metod för att odla nanomaterial kommer att förbättra effektiviteten hos olika enheter inklusive solceller och bränsleceller.

Dessa halvledande nanotrådar skulle också kunna ersätta tunna filmer som täcker dagens solpaneler. Nuvarande paneler kan endast bearbeta 20 procent av solenergin de tar in. Genom att använda nanotrådarna, panelernas yta skulle öka och möjliggöra effektivare solenergifångst och omvandling. Ledningarna kan också användas inom det biomedicinska området för att maximera värmeproduktionen vid hypertermibehandling av cancer.

I bränsleceller, dessa nanotrådarrayer kan användas för att sänka produktionskostnaderna genom att förlita sig på mer kostnadseffektiva katalysatorer. "Mitt team och jag hoppas kunna ersätta eller överträffa den nuvarande användningen av platina och visa att dessa nanotrådar är bättre katalysatorer för syrereduktionsreaktionerna i cellerna, " säger Dr. Manashi Nath, biträdande professor i kemi vid Missouri S&T.

Nanotrådarna, som odlas på mönstrade nanoelektroder, är endast synliga genom ett elektronmikroskop. Nath skapar nanotrådsuppsättningarna genom en process som hon kallar instängd elektroavsättning på litografiskt mönstrade nanoelektroder.

För att odla nanotrådarna, Nath skriver en bildfil som skapar ett mönster för formen och storleken hon vill producera. Med hjälp av elektronstrålelitografi, hon "stämplar" sedan mönstret på en polymermatris och nanotrådarna odlas genom att applicera elektrisk ström genom elektroavsättning.

Nath odlar nanotrådarna i ett parallellt mönster, som liknar en serie naglar som sticker ut från en timmerbit. Ena änden hålls säkert till en metallledare som koppar eller guld, medan den andra änden spikar utåt. Hela strukturen är omgiven av en polymermatris. Nath och hennes forskarteam kan producera trådar av vilken form och storlek som helst. För att öka nanotrådarnas yta, Nath kan göra dem ihåliga i mitten, ungefär som kolnanorör som finns i optik och elektronik.

Nanotrådarna tillåter ström att färdas genom dem. Polymeren, som är icke-ledande, kan tas bort för att låta trådarna stå fritt och ändå inte tappa form eller konsistens. För närvarande, ledningarna är gjorda av metallkalkogenider, som inkluderar kadmiumtellurid, koboltselenid eller järnselenid.