Estructuras tridimensionales de nanohilos

La obtención de nanohilos y su uso en dispositivos a escala industrial es limitada. La principal razón es que, por su tamaño nanométrico, hay una dificultad práctica para  fabricarlos a gran escala, manipularlos e introducirlos en dispositivos de tamaño macrométrico.

Un equipo de investigadores, dirigido por Marisol Martin-Gonzalez, en el Instituto de Microelectrónica de Madrid (IMM), en España, ha desarrollado un método para fabricar un tipo de estructuras tridimensionales de nanohilos, de tamaño macroscópico. Los nanohilos tienen aplicaciones en microelectrónica, dispositivos ópticos o energía.

El método se basa en el uso de moldes porosos tridimensionales, ideados por los científicos del CSIC, que permiten una obtención más sencilla de los nanohilos. Estos moldes consisten en una estructura porosa de óxido de aluminio. Los poros son unos ‘pocillos’ verticales, de unos 40 nanómetros de diámetro, los cuales, a su vez, están interconectados por otros canales horizontales, de unos 30 nanómetros de diámetro (ver imagen).

Dentro de estos pocillos y canales se forman los nanohilos, verticales y transversales, en forma de red tridimensional, mediante un proceso de galvanización. Cuando la estructura de nanohilos está formada, el molde se disuelve y queda una red tridimensional que se sostiene por sí sola (si los hilos estuvieran sueltos, estos colapsarían). Esta nanoestructura combina las ventajas de la nanoescala con la facilidad de manipulación ya que, si bien los nanohilos tienen diámetros de nanómetros, la red entera tiene un tamaño de micrómetros. Los científicos explican que podría usarse fácilmente, en la mayoría de los casos, como sustitutos de los nanohilos que actualmente se obtienen en forma de láminas.

En pruebas en laboratorio, los científicos han fabricado estructuras ordenadas tridimensionales de materiales inorgánicos como el termoeléctrico Bi2Te3, y de materiales poliméricos como el poliestireno. También se consigue desacoplar las propiedades eléctricas de sus propiedades ópticas lo cual permite obtener materiales de diversos colores. Las aplicaciones son numerosas. En función del material con el que se rellenan los nanomoldes se pueden obtener diferentes propiedades. (Fuente: CSIC)