Nuevas técnicas para el diseño de nanomateriales
Debido a su diminuto tamaño, los materiales nanoestructurados son elementos básicos fundamentales para fabricar dispositivos complejos con las funciones deseadas. Es posible manipularlos física y químicamente y así aplicarlos en diferentes ámbitos, como la electrónica y el sector energético. Un equipo internacional de científicos sustituyó las soluciones acuosas con líquidos iónicos y sales fundidas a temperatura ambiente para funcionalizar los nanomateriales dentro del marco del proyecto NANEL (Functional ordered nanomaterials via electrochemical routes in non-aqueous electrolytes). El uso de soluciones no acuosas proporciona una serie de ventajas para ciertos materiales. Se trata de materiales que son inestables en sistemas acuosos o que no pueden electrodepositarse porque su ventana electroquímica en agua no es amplia. El equipo de científicos desarrolló óxidos anódicos porosos funcionales, incluyendo la alúmina y el titanio. Para esto, investigaron arduamente cómo formar matrices nanoporosas muy ordenadas y estudiaron los mecanismos de depósito de electrones de los electrolitos no acuosos. En una demostración sin precedentes, depositaron iones líquidos iónicos sobre una matriz de alúmina porosa desarrollada sobre un sustrato de aluminio sin eliminar completamente la capa de la barrera. Una importante actividad incluye modelar y simular la nucleación electroquímica y el desarrollo de diferentes nanoestructuras. Un modelo recientemente desarrollado basado en las reacciones y el transporte de muchos iones permitió describir el fenómeno que tiene lugar durante el depósito de iones. Con el tratamiento adecuado a temperaturas cercanas al punto de fusión, los nanofilamentos metálicos son precursores de los nanofilamentos semiconductores en formación. Por lo tanto, las características de la fusión de las estructuras metálicas en las matrices de óxido son parámetros fundamentales para el posterior proceso de conversión. Por ello, los científicos investigaron aún más el efecto del estrés mecánico generado durante el calentamiento en el punto de fusión de los nanofilamentos metálicos depositados en los poros de alúmina. De acuerdo con su investigación, las diferencias en el coeficiente térmico de la matriz de óxido y los nanofilamentos de los poros producen una tensión de compresión local muy alta. También se sintetizaron nanopartículas de óxido magnético y compuestos sulfuro combinados para sensores y células solares, respectivamente. Los resultados del proyecto se difundieron en dieciséis revistas con comité de lectura y se presentaron en muchas conferencias internacionales. Además se organizó un taller conjunto para difundir las actividades de los investigadores y de este modo impulsar el trabajo en red entre investigadores.
Palabras clave
Nanomateriales, nanomateriales funcionales, electroquímico, acuoso, electrolitos
