Image en microscopie électronique à transmission d'un nanocristal de fer à l'intérieur d'un nanotube de carbone et de la même section après application d'un courant, provoquant la compression de la nanoparticule de fer dans la constriction adjacente. Crédit :S. Coh et al., Phys. Rév. Lett. (2013)
(Phys.org) — Des chercheurs de l'Université de Californie, Berkeley, ont découvert qu'un nanocristal se déplaçant à travers un nanotube en raison d'une charge électrique est capable de traverser une partie du nanotube de diamètre inférieur à celui du cristal, sans fondre ni subir de compression. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , l'équipe décrit comment ils ont observé un nanocristal de fer se déplacer à travers un canal étroit dans un nanotube sans que ses propriétés soient modifiées au cours du processus.
Les scientifiques savent depuis un certain temps que si des cristaux métalliques sont insérés dans un nanotube, alors les cristaux se déplaceront à travers le tube si un courant électrique est appliqué. La vitesse et la direction des cristaux peuvent être contrôlées en modifiant la quantité et la direction du courant. Cependant, cela a toujours été fait avec des nanotubes de largeur uniforme. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont créé un nanotube d'un diamètre de 20 nm sur la plus grande partie de sa longueur, mais dans sa partie médiane, ils ont provoqué la constriction du nanotube à un diamètre de seulement 5 nm.
L'hypothèse était que lorsqu'une charge électrique était appliquée à un nanocristal de fer introduit dans le nanotube, il serait bloqué par la constriction jusqu'à ce que le cristal fonde en raison de la chaleur du courant appliqué, ou a été écrasé lorsqu'il a été forcé à travers l'espace plus petit. Au lieu, les chercheurs ont trouvé, en observant au microscope électronique, que le cristal a pu se déplacer à travers la constriction avant que l'un ou l'autre ne se produise, sans subir aucun changement. Au lieu, il s'est simplement réarrangé. Ils ont également noté que le cristal se déplaçait à travers la constriction à la même vitesse, quelle que soit sa longueur, tant que le courant reste stable.
Les chercheurs ne savent pas exactement comment le cristal a pu se déplacer à travers la constriction, mais théoriser que les atomes à l'arrière de la structure cristalline ont migré d'une manière ou d'une autre, ou diffusé vers l'avant - encore et encore jusqu'à ce que le cristal ait, en substance, s'est reformé de l'autre côté du blocage. La découverte de ce phénomène pourrait conduire à de nouvelles façons de synthétiser des cristaux métalliques ou d'augmenter leur pureté.
© 2013 Phys.org
