Organisera funktionella objekt i en komplex, sofistikerad arkitektur på nanoskala kan ge hybridmaterial som oerhört överträffar sina soloobjekt, erbjuder spännande vägar mot ett spektrum av tillämpningar. Utvecklingen inom syntetisk kemi under de senaste decennierna har möjliggjort ett bibliotek av hybrid nanostrukturer, såsom kärnskal, ojämn, dimer, och hierarkiska/grenade sådana.

Ändå, materialkombinationerna av dessa icke-van der Waals fasta ämnen begränsas till stor del av regeln om gittermatchad epitaxi.

En forskargrupp ledd av professor Yu Shuhong vid University of Science and Technology of China (USTC) har rapporterat en ny klass av heteronanostrukturer som de kallar axiella superlattice nanotrådar (ASLNWs), som tillåter stor galler-mismatchtolerans och därmed stora materialkombinationer. Forskningsartikeln med titeln "One-Dimensional Superlattice Heterostructure Library" publicerades i Journal of the American Chemical Society den 12 maj.

För att uppnå det förutsägbara, högprecisionssyntes av ett bibliotek av ASLNW, de designade en axiell kodningsmetod som möjliggör regiospecificitet för kemoselektiv transformation.

De utgick från en fördesignad, omkonfigurerbart ramverk i nanoskala, och kopplade sedan kemiskt bort de intilliggande subobjekten genom att utnyttja reaktionens termodynamik och kinetik. På det här sättet, de uppnådde ett bibliotek med nio distinkta ASLNWs med i princip många geometriska derivator.

Genom att reglera reaktionsselektiviteten, de kunde programmera kompositionerna på begäran, mått, kristallfaser, gränssnitt, och periodicitet i ASLNWs. Tack vare en sådan kontroll på hög nivå, de uppnådde slutligen överlägsna fotokatalytiska prestanda med optimerade ASLNW.

Resultaten kastar nytt ljus på att skapa högklassiga nanostrukturer med ökad komplexitet och förbättrade funktioner, som skulle visa betydande effekter på ett brett spektrum av tillämpningar inom solenergiomvandling och optoelektronik.