Επιστήμονες κατάφεραν να δημιουργήσουν μία από τις μακρύτερες αλυσίδες χαλκού ενός ατόμου μέχρι σήμερα, η οποία θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως μοριακό σύρμα για τη σμίκρυνση των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε τη χρωστική φθαλοκυανίνη του χαλκού, η οποία υπό εξαιρετικά υψηλή πίεση -άνω των 21 gigapascal- μετατράπηκε σε ατομικές αλυσίδες χαλκού μήκους μικρομέτρων, εγκλωβισμένες σε ένα προστατευτικό περίβλημα άνθρακα. Η σχετική μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Science».
Ξεπερνώντας τα όρια των υγρών διαλυμάτων
Οι μονοδιάστατες ατομικές αλυσίδες θεωρούνται τα λεπτότερα δυνατά μεταλλικά σύρματα. Μέχρι σήμερα, η σύνθεσή τους σε υγρά διαλύματα παρουσίαζε σοβαρούς περιορισμούς, καθώς τα μόρια που απαιτούνταν για τη σταθεροποίησή τους καθιστούσαν τις αλυσίδες αδιάλυτες όταν μεγάλωνε το μήκος τους, περιορίζοντάς τις σε λιγότερα από 10 άτομα. Οι ερευνητές ξεπέρασαν το εμπόδιο αυτό καταργώντας εντελώς τα υγρά και εφαρμόζοντας μια αντίδραση στερεάς κατάστασης υπό υψηλή πίεση.
Δομή και ιδιότητες των ατομικών συρμάτων
Η νέα δομή αποτελείται από περισσότερα από 4.000 άτομα χαλκού στη σειρά, αριθμός σημαντικά μεγαλύτερος από το προηγούμενο ρεκόρ των 28 ατόμων. Κάθε καλώδιο περιλαμβάνει τρία ομόκεντρα στρώματα: έναν πυρήνα αλυσίδας ατόμων χαλκού, ένα αγώγιμο πλαίσιο άνθρακα και αζώτου, και ένα εξωτερικό προστατευτικό περίβλημα άνθρακα. Τα σύρματα αποδείχθηκαν ιδιαίτερα σταθερά στον αέρα και σε οξέα, ενώ η ηλεκτρική αγωγιμότητα εμφανίζει ισχυρή ανισοτροπία, καθώς το ρεύμα ρέει πολύ ταχύτερα κατά μήκος του σύρματος.
Παρά τις προοπτικές που αφήνει η μέθοδος για τη μελέτη της φυσικής των μονοδιάστατων συστημάτων, η απαίτηση για εξαιρετικά υψηλές πιέσεις αποτελεί προς το παρόν εμπόδιο για τη βιομηχανική παραγωγή σε μεγάλη κλίμακα.
