دانشمندان روش جدیدی برای ساخت مستقیم نانوحفره زیر ۱۰ نانومتر در نانوورق‌های WO3 ارائه کردند. این کار با استفاده از یون‌های سنگین و سریع انجام می‌شود.
روشی برای تولید مستقیم نانوحفره با قطر کمتر از ده نانومتر
این مطالعه توسط دانشمندان در مرکز تحقیقات مواد انستیتوی فیزیک مدرن (IMP) آکادمی علوم چین (CAS) و همکار آنها در انستیتوی مشترک تحقیقات هسته‌ای، روسیه انجام شده است.
ساخت نانوحفره‌های حالت جامد با کیفیت بالا برای کاربردهای تشخیص مولکول منفرد، دستگاه‌های نانوفلوئیدی و غشاهای نانوالتر از اهمیت زیادی برخوردار است. محبوب‌ترین روش برای ساخت نانوحفره در فیلم‌های معدنی مانند SiN، SiO2 و Al2O3 استفاده از یون یا پرتو الکترونی متمرکز است.
با این حال، سیستم بازخورد یا تصویربرداری مستقیم مورد نیاز است و با این کار فقط یک نانوحفره واحد را می‌توان در یک زمان ساخت، که تولید انبوه را محدود می‌کند. بنابراین، لازم است که روش جدیدی ابداع شود که می‌تواند نانوحفره‌های قابل کنترل از نظر اندازه و چگالی ایجاد کند، بدون این که به هیچ‌گونه سیستم بازخوردی نیاز باشد.
با استفاده از امکانات مرکز تحقیقاتی یون سنگین در لانژو (HIRFL)، دانشمندان از تابش یون‌های سنگین سریع، برای تولید نانوحفره روی WO3 استفاده کردند.
علاوه بر این، آنها از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای توضیح مکانیسم اساسی این فرآیند استفاده کردند. مشخص شد که ویسکوزیته و تنش سطحی فاز مذاب گذرا ناشی از عبور یون‌های سنگین سریع از جمله عوامل موثر در تولید این نانوحفره‌ها است.
دانشمندان با انتخاب یون‌های مختلف، نانوحفره‌هایی با اندازه ۱٫۸ تا ۷٫۴ نانومتر در نانوورق‌های WO3 ایجاد کردند. آنها می‌توانند با کنترل تعداد یون‌های عبوری، چگالی نانوحفره‌ها را کنترل کنند.
این روش جدید تولید نانوحفره، که شامل هیچ فرآیند اچینگ شیمیایی نیست، پتانسیل ویژه‌ای برای کاربردهای گسترده دارد. این کار راه را برای ساخت نانوذرات حالت جامد در مواد با ویسکوزیته کم و تنش سطحی با استفاده از یون‌های سنگین سریع هموار می‌کند.
