Para muchos, el óxido de zinc evoca imágenes de rayas brillantes en las narices de los socorristas. Pero para los investigadores de la Facultad de Artes y Ciencias de Concordia, ZnO es un compuesto emocionante con importantes propiedades ópticas y eléctricas.
Para un estudio publicado recientemente en Materiales y diseño , los físicos de Concordia Amir Hassanpour y Pablo Bianucci se unieron a los químicos Nicoleta Bogdan y John Capobianco para observar más de cerca este material común que puede usarse de muchas maneras diferentes.
A través de su investigación, desarrollaron un método rentable para cultivar ZnO utilizando un enfoque que algún día podría conducir a nuevos diseños de células solares.
"El óxido de zinc es el ingrediente principal en muchas cremas que tratan la dermatitis del pañal y se usa comúnmente como ingrediente en protector solar", dice Bianucci, profesor asistente en el Departamento de Física de Concordia y autor principal del estudio.
"También es económico, biocompatible y fácil de hacer"
A nivel microscópico, ZnO normalmente existe como una especie de bosque de "árboles" microscópicos llamados nanorods que son útiles para aplicaciones de cremas para la piel. Pero dispositivos como sensores de gas también pueden usar ZnO cuando los nanorods están dispuestos en patrones específicos.Tradicionalmente, esos patrones han sido difíciles y costosos de producir, pero el equipo de investigación de Concordia ha desarrollado un nuevo método.
"Es fácil cultivar óxido de zinc como un bosque de nanorods colocados al azar, donde cada uno tiene un diámetro entre 100 y 1000 veces más pequeño que un cabello humano. Pero no es fácil decirles a los nanorods dónde deben crecer para quepodemos obtener los patrones necesarios para crear elementos complejos como sensores de gas ", explica Bianucci.
"Si podemos cultivar los nanorods cómo y dónde los queremos, podemos crear estructuras especiales llamadas 'cristales fotónicos' que atrapan la luz. Esto llevaría al desarrollo de láseres ultravioleta eficientes o sensores ópticos sensibles de gas que cambiarían de colorcuando un cierto gas está presente "
El equipo de investigación ha desarrollado un proceso para hacer nanorods muy pequeños con un diámetro de menos de 100 nanómetros que se pueden separar con precisión, con aproximadamente 500 nanómetros entre las barras vecinas.
"Nuestro estudio demuestra que la calidad del material de estos nanorods es la misma que la de los bosques densos. Además, podemos reproducir este proceso en materiales económicos como el vidrio", dice Hassanpour, autor principal del estudio y candidato a doctorado enfísica.
Esto muestra que los nanorods cultivados en posiciones predeterminadas tienen las mismas propiedades que los que se cultivan aleatoriamente, lo que permite a los investigadores fabricar patrones específicos para diferentes aplicaciones. El proceso reduce significativamente el costo de fabricación de algunos dispositivos avanzados, como dispositivos pequeños y asequiblessensores de gas que funcionan con mayor precisión que los convencionales.
Hassanpour espera que este método algún día, con un desarrollo adicional, pueda usarse para hacer láseres que consuman muy poca energía, y tal vez incluso conduzcan a nuevos diseños de células solares.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Concordia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :