Bärbar teknik och elektroniska tyger kan vara framtidens väg, men för att komma dit måste ledningarna vara starka, flexibel och effektiv.

Bornitrid nanorör (BNNT), studerat av fysiker vid Michigan Technological University, omsluter telluratomkedjor som ett sugrör, som kan styras av ljus och tryck. I samarbete med forskare från Purdue University, Washington University och University of Texas i Dallas, teamet publicerade sina resultat i Naturelektronik Denna vecka.

När efterfrågan på mindre och snabbare enheter ökar, forskare och ingenjörer vänder sig till material med egenskaper som kan leverera när befintliga tappar kraften eller inte kan krympa tillräckligt.

För bärbar teknik, elektronisk duk eller extremt tunna enheter som kan läggas över ytan på koppar, bord, rymddräkter och andra material, forskare har börjat ställa in nanomaterials atomära strukturer. Materialet de testar måste böjas när en person rör sig, men gå inte helt och hållet, samt hålla uppe under olika temperaturer och ändå ge tillräckligt med juice för att köra de mjukvarufunktioner som användarna förväntar sig av sina stationära datorer och telefoner. Vi är inte riktigt där med befintlig eller preliminär teknik – än.

Som antyds av "röret" av deras nanostruktur, BNNT är ihåliga i mitten. De är mycket isolerande och lika starka och böjiga som en olympisk gymnast. Det gjorde dem till en bra kandidat att para ihop med ett annat material med stort elektriskt löfte:tellur. Uppträdda i atomtjocka kedjor, som är mycket tunna nanotrådar, och träs genom den ihåliga mitten av BNNT, telluratomkedjor blir en liten tråd med enorm strömförande kapacitet.

"Utan den här isolerande jackan, vi skulle inte kunna isolera signalerna från atomkedjorna. Nu har vi chansen att se över deras kvantbeteende, " sa Yap. "Det är första gången någon har skapat en så kallad inkapslad atomkedja där du faktiskt kan mäta dem. Vår nästa utmaning är att göra bornitridnanorören ännu mindre."

En bar nanotråd är typ en lös kanon. Att kontrollera dess elektriska beteende - eller till och med bara förstå det - är i bästa fall svårt när det är i skenande kontakt med flygande elektroner. nanotrådar av tellur, som är en metalloid som liknar selen och svavel, förväntas avslöja andra fysiska och elektroniska egenskaper än bulktellur. Forskare behövde bara ett sätt att isolera det, som BNNT nu tillhandahåller.

"Detta tellurmaterial är verkligen unikt. Det bygger en funktionell transistor med potential att bli den minsta i världen, sade Peide Ye, den ledande forskaren från Purdue University, förklarar att teamet blev förvånade över att genom transmissionselektronmikroskopi vid University of Texas i Dallas upptäckte att atomerna i dessa endimensionella kedjor vickar. "Kiselatomer ser raka ut, men dessa telluratomer är som en orm. Det här är en mycket originell typ av struktur."

Tellur-BNNT nanotrådarna skapade fälteffekttransistorer endast 2 nanometer breda; nuvarande kiseltransistorer på marknaden är mellan 10 till 20 nanometer breda. De nya nanotrådarnas strömförande kapacitet nådde 1,5x10^8 cm2, som också slår ut de flesta halvledande nanotrådar. När den väl är inkapslad, teamet bedömde antalet telluratomkedjor som hölls i nanoröret och tittade på enkla och tredubbla buntar arrangerade i ett hexagonalt mönster.

Dessutom, de tellurfyllda nanotrådarna är känsliga för ljus och tryck, ytterligare en lovande aspekt för framtidens elektronik. Teamet kapslade också nanotrådarna av tellur i kolnanorör, men deras egenskaper är inte mätbara på grund av kolets ledande eller halvledande natur.

Medan nanotrådar av tellur har fångats inom BNNT, som en eldfluga i en burk, mycket av mysteriet kvarstår. Innan folk börjar sporta tellur-T-shirts och BNNT-snörade stövlar, dessa atomkedjors natur behöver karakteriseras innan dess fulla potential för bärbar teknik och elektroniska tyger kan förverkligas.