Forskare från Fudan University i Shanghai, Japans nationella institut för materialvetenskap och QUT:s centrum för materialvetenskap har publicerat studien, "Stabla enatomära silvertrådar som sätts samman till en kretsanslutbar nanoarray, " i journalen Naturkommunikation .

Under de senaste två decennierna, forskare som vill utveckla nanoenheter har sällan lyckats skapa långa atomtrådar som sätts samman till en sammanhängande orienterad grupp, dessutom, sådana ledningar har varit instabila i allt utanför ett vakuum.

I detta projekt, som QUT:s professor Dmitri Golberg förklarar, forskarna fann att de hade överraskande framgång när de inte försökte skapa en tråd, atom för atom, i ett vakuum.

Forskarna lägger nanopartiklar av silver på utsidan av små nanorods som har kanaler inuti.

"När vi gör det här i ett vakuum, eller i någon inert atmosfär som folk brukar göra, ingenting händer, sa professor Golberg.

"Men vi gjorde det i luften. Atomerna från silverpartiklar diffunderade väldigt snabbt och de diffunderade inuti kanalerna."

Det förväntade resultatet, Professor Golberg sa:på ett sådant här experiment skulle silvret reagera med syret i luften och bilda silveroxid.

"Istället, atomerna går in i kanalerna för att rymma sig själva och göra dessa små strängar.

"Det var inte avsiktligt, det var inte planerat att göra kablar, " han sa.

Professor Golberg sa att processen var som vattendroppar som gick genom en såll, och resultatet blev att kablar, så tunn som bara en atom, bildas inuti kanalerna i en självorganiseringsprocess, med upp till 200 strängar i varje kanal.

Forskarna fäste sedan nanotrådarna till elektroderna och körde en ström genom tråden, förväntar sig att den ska bete sig som en metall i den strömmen borde öka när spänningen höjdes.

"Men vid någon temperatur, materialet blev en isolator. Detta är inte vanligt för silver och kallas metallisolatorövergång, sa professor Golberg.

"Det här är en ganska intressant övergång inom fysiken.

"Och detta är en viktig punkt, eftersom det betyder att silvertråden kan användas som en termisk strömbrytare. Beroende på temperaturen, du ändrar materialets egenskaper genom att ändra temperaturen."

I arbetet med att bygga nanoenheter, tråden anses vara ganska lång – även om tråden för att sätta det i perspektiv är så lång som ungefär en femtiodel av bredden på ett människohår.

"Den är fortfarande ganska liten men för mig är den ganska lång. I elektronmikroskopet, den är väldigt stor."

Professor Golberg är materialvetare och fysiker med mer än 30 års praktisk erfarenhet av att arbeta med nanomaterial.

Hans primära forskningsområde är att hitta de mest framgångsrika materialen i varje kategori av grön energiteknik - termoledning, termoelektrisk, strukturell, batteri- och solenergimaterial – under djup analys av alla möjliga kandidater som placeras i verkliga hårda miljöer, från vakuumförhållanden som liknar rymden och från mycket höga temperaturer på 2000 Celcius ner till -195 Celcius, modelleras inuti elektronmikroskopet.

"Med ett elektronmikroskop kan man tydligt se saker hända med enskilda atomer, vilket är den unika möjligheten som fortfarande fascinerar och upphetsar mig, sa professor Golberg.

"Till exempel, när man tittar på material för framtidens ultraeffektiva elektroder, Jag kan se, och till och med videoinspelning, hur joner förs in i material."