Sie sind flexibel und laut dem Terasaki Institute in Los Angeles die leitfähigsten der metallischen Nanodrähte, obwohl sie korrosionsanfällig sind.
"Silber-Nanodrähte wurden als Elektroden in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet, ihre kommerzielle Nutzung wurde jedoch durch ihre Anfälligkeit gegenüber den korrosiven Wirkungen von Hitze, Licht und Feuchtigkeit behindert", sagte das Institut. „Solche Korrosion kann zu Grübchen und Löchern oder Ätzen auf der Nanodrahtoberfläche führen. Ätzen kann die Leistung von auf Silbernanodrähten basierenden Geräten sehr beeinträchtigen und sogar zu ihrem Versagen führen.“
Da der Gitterabstand fast dem von Silber entspricht, kann eine Vergoldung die Oberfläche mit einer eng verbundenen Goldoberfläche effektiv schützen, außer dass bestimmte Goldionen (Au+ oder Au3+) auf eine seltsame Weise anbringen, die Poren in der Oberfläche hinterlässt.
Ein Trick, den die Forscher entdeckten, bestand darin, das Gold zunächst mit SO . zu komplexieren32- Ionen und legen sich anschließend in gleichmäßig porenfreien Beschichtungen ab. Danach entwickelten sie eine einfache lösungsbasierte Raumtemperaturmethode zur Implementierung des gesamten Prozesses.
Die resultierenden Silbernanodrähte weisen stabile porenfreie 3 nm Goldbeschichtungen auf.
„Wir haben jede mögliche Herausforderung bei der Entwicklung einer effektiven Methode zur Erhöhung der Lebensdauer von Geräten auf der Grundlage von Silbernanodrähten in Betracht gezogen“, sagte der Forscher Dr. Yangzhi Zhu. „Unsere Daten zeigen deutlich, dass wir effektive Lösungen für diese Herausforderungen schaffen konnten.“
Wenn Nanodrähte der Luft ausgesetzt wurden, waren laut Institut unbeschichtete Silber-Nanodrähte nach zehn Tagen beschädigt, während ihre goldbeschichteten Verwandten auch nach sechs Monaten unverändert blieben. „Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt, nachdem beide Nanodrähte den schädlichen Auswirkungen von Eintauchen in Wasserstoffperoxid und Natrium-gepufferte Kochsalzlösung ausgesetzt waren.“ Bei flexiblen transparenten Elektroden, die Hitze und Feuchtigkeit ausgesetzt waren, „versagten die unbeschichteten Nanodrähte nach 12 Tagen, aber die Leistung der goldbeschichteten Silbernanodrähte war vergleichbar mit den leistungsfähigsten kommerziellen Nanodrähten“.
Das heißt nicht, dass die vergoldeten Drähte unter allen Umständen unbegrenzt überleben, aber sie halten viel länger als unbeschichtete Drähte.
Um mehr zu erfahren, lesen Sie 'Ultrathin-shell epitaxial Ag@Au core-shell nanowires for high-performance and chemisch-stabil electronic, optical and Mechanical Devices', herausgegeben von SpringerLink. Das vollständige Papier kann ohne Zahlung über den Link heruntergeladen werden.