Dünyanın En İnce Teli Sadece Üç Atom Kalınlığında

Günümüzün popüler araştırma konularından biri, kendiliğinden bir araya gelerek oluşan yapılar. Aslında bu olgu canlılarda moleküler ölçekte zaten gerçekleşiyor. Örneğin DNA sentezi sırasında molekülün sarmal şekilde üç boyutlu bir yapı kazanması kendiliğinden kurulum olgusunun doğadaki örneklerinden.

Stanford Üniversitesi ve ABD Lawrence Berkeley Laboratuvarı’ndan araştırmacılar çok ince nanoteller üretebilmek için bu olgudan yararlandı. Çünkü atom ölçeğinde nanotellerin üretimi ancak malzemeyi oluşturan bileşenlerin kendiliğinden bir araya gelmesiyle mümkün olabiliyor.

Sonuçları Nature Materials’ta yayımlanan araştırmada bilim insanları, farklı atomların bir araya gelmesini sağlayarak çok ince nanoteller üretmeyi başardı. Nanoteli oluşturan parçalar diamondoid olarak isimlendirilen molekül birimlerinden oluşuyor (diamondoid, elmasın kristal yapısındaki tekrar eden en küçük üç boyutlu birim, bir anlamda en küçük elmas parçası olarak tanımlanabilir). Ayrıca her bir diamondoid birimine bir bakır ve bir kükürt atomu bağlanıyor. Nanoteli oluşturan bu birimler sahip oldukları üç boyutlu yapı nedeniyle -LEGO parçalarında olduğu gibi- ancak belirli bir yönde birbirlerine eklenebiliyor.

Aşağıdaki animasyonda bu sürecin nasıl gerçekleştiği anlatılıyor.

SLAC National Accelerator Laboratory

Bakır ve kükürt atomları nanotelin merkezinde yer alıyor ve elektriksel iletkenliği sağlıyor. Nanotelin bu kısmının çapı üç atom genişliğinde. Telin merkezindeki bu yapının etrafını çevreleyen diamondoid birimleri ise yalıtkan bir kaplama görevi görüyor. Nanotelin yapı taşlarının kendiliğinden bir araya gelmesini sağlayan ise diamondoid birimleri arasındaki, van der Waals kuvvetleri olarak isimlendirilen moleküller arası zayıf etkileşimler.

Nano boyuttaki bu tür malzemeler (örneğin nanotüpler, nanonoktalar, nanoplakalar) makro ölçekteki miktarlarıyla kıyaslandığında çok farklı özelliklere sahip olabiliyor. Araştırmacılar geliştirdikleri malzemenin elektrik üretebilen kumaşların ve ışıkla kontrol edilebilen elektronik cihazların üretiminde kullanılabileceğini düşünüyor.