Articulo de referencia

Nanoanillo

Un nanoanillo compuesto por 40 subunidades de porfirina . [ 1 ] Un nanoanillo es una nanoestructura cíclica con un grosor lo suficientemente pequeño como para estar en la nanoes...

Un nanoanillo compuesto por 40 subunidades de porfirina . [ 1 ]

Un nanoanillo es una nanoestructura cíclica con un grosor lo suficientemente pequeño como para estar en la nanoescala (10⁻⁹ metros ). Cabe destacar que esta definición permite que el diámetro del anillo sea mayor que la nanoescala.

Resumen e historia

Los primeros nanorings se fabricaron con nitruro de galio en 2001. [ 2 ]

Se han preparado nanorings a partir de óxido de zinc [ 3 ] y ciclo-para-fenilenos [ 4 ] , así como porfirinas. [ 5 ]

Aunque los nanorings pueden tener un diámetro a escala nanométrica, muchos de estos materiales tienen diámetros mayores de 100 nm, e incluso muchos nanorings tienen un diámetro a escala micrométrica (10⁻⁶ metros ). Por ello, los nanorings se consideran miembros de una subclase de nanomateriales denominados nanomateriales unidimensionales (1D). Estos son nanomateriales en los que una de las tres dimensiones físicas de una sola unidad del material tiene una longitud mayor que la nanoescala. Otros ejemplos de nanomateriales unidimensionales son los nanocables , las nanocintas, los nanotubos y las nanoláminas .

Mecánico

Al igual que otros nanomateriales, los nanorings exhiben fenómenos cuantizados.

Los nanorings de ZnO formados por el plegamiento espontáneo de un único cristal de nanocinta pueden manipularse mecánicamente de forma extensa sin romperse ni fracturarse, lo que les confiere una ventaja mecánica única sobre otras clases de nanoestructuras de ZnO. [ 6 ] [ 7 ]

Síntesis

Generalmente, los nanorings se sintetizan mediante un enfoque ascendente , ya que las síntesis descendentes están limitadas por las barreras entrópicas que presentan estos materiales. Actualmente, la variedad de técnicas sintéticas utilizadas para fabricar estas partículas es casi tan amplia como la diversidad de los propios nanorings. Un método común para sintetizar nanorings consiste en sintetizar primero nanocintas o nanocables con una distribución de carga desigual concentrada en los bordes del material. Si se cumplen estos criterios, estas partículas pueden autoensamblarse de forma natural en estructuras anulares , minimizando así las fuerzas de repulsión de Coulomb dentro del cristal resultante . [ 8 ]

No pueden crecer en sitios de crecimiento cristalino discretos y, por lo tanto, no pueden sintetizarse en un sustrato con ninguna predictibilidad cristalográfica. [ 9 ] Por consiguiente, los nanorings se sintetizan más comúnmente en medio acuoso mediante la creación de condiciones entrópicas únicas que inducen el autoensamblaje espontáneo de los nanorings. [ 10 ]

Otros enfoques para la síntesis de nanorings incluyen el ensamblaje de un nanoring alrededor de una pequeña partícula semilla que luego se elimina, o la expansión y torsión de estructuras similares a porfirinas en una estructura de nanoring hueca. [ 11 ] [ 12 ]

Referencias

  1. Judd, Chris J.; Kondratuk, Dmitry V.; Anderson, Harry L.; Saywell, Alex (27-06-2019). "Síntesis en superficie dentro de una plantilla de nanoring de porfirina" . Scientific Reports . 9 (1): 9352. doi : 10.1038/s41598-019-45359-w . ISSN 2045-2322 . PMC 6597552. PMID 31249330 .   
  2. Li ZJ, Chen XL, Li HJ, Tu QY, Yang Z, Xu YP, Hu BQ (2001-05-01). "Síntesis y dispersión Raman de nanorings, nanoribbons y nanowires de GaN". Applied Physics A . 72 (5): 629– 632. Bibcode : 2001ApPhA..72..629L . doi : 10.1007/s003390100796 . S2CID 97904274 . 
  3. Kong XY, Ding Y, Yang R, Wang ZL (febrero de 2004). "Nanoanillos monocristalinos formados por autoenrollamiento epitaxial de nanocintas polares". Science . 303 ( 5662): 1348– 51. Bibcode : 2004Sci...303.1348K . doi : 10.1126/science.1092356 . PMID 14988559. S2CID 17188546 .  
  4. ^ Sicard, Lambert; Lucas, Fabián; Jeannin, Olivier; Bouit, Pierre-Antoine; Rault-Berthelot, Joëlle; Quinton, Cassandre; Poriel, Cirilo (26 de junio de 2020). " [ n ] -Ciclo-9,9-dibutil-2,7-fluoreno (n = 4, 5): influencia del tamaño de los nanorings en ciclo-para-fenilenos con puentes de carbono" . Edición internacional Angewandte Chemie . 59 (27): 11066– 11072. doi : 10.1002/anie.202002517 . ISSN 1433-7851 . PMID 32255247 . S2CID 215411130 .   
  5. ^ Casademont-Reig, Irene; Guerrero-Avilés, Raúl; Ramos-Córdoba, Eloy; Torrent-Sucarrat, Miquel; Matito, Eduard (2021-11-02). "¿Qué tan aromáticos son los nanoanillos moleculares? El caso de un nanoanillo de seis porfirina **" . Edición internacional Angewandte Chemie . 60 (45): 24080– 24088. doi : 10.1002/anie.202108997 . ISSN 1433-7851 . PMC 8596448 . PMID 34260804 .   
  6. Hughes WL, Wang ZL (2005-01-19). "Síntesis y manipulación controladas de nanorings y nanobows de ZnO". Applied Physics Letters . 86 (4): 043106. Bibcode : 2005ApPhL..86d3106H . doi : 10.1063/1.1853514 . hdl : 1853/27177 . ISSN 0003-6951 . S2CID 120864787 .  
  7. Wang ZL (2009-04-03). "Plataforma de nanocables y nanocintas de ZnO para nanotecnología". Materials Science and Engineering: R: Reports . 64 (3): 33– 71. doi : 10.1016/j.mser.2009.02.001 . ISSN 0927-796X . 
  8. Kong, XY (27-02-2004). " Nanoanillos monocristalinos formados por autoenrollamiento epitaxial de nanocintas polares" . Science . 303 (5662): 1348– 1351. doi : 10.1126/science.1092356 . ISSN 0036-8075 . PMID 14988559. S2CID 17188546 .   
  9. ^ Drogat N, Granet R, Sol V, Krausz P (diciembre de 2009). "Síntesis de nanorings de plata en un solo recipiente" . Cartas de investigación a nanoescala . 5 (3): 566– 9. doi : 10.1007/s11671-009-9505-5 . PMC 2894113 . PMID 20672109 .  
  10. Sprafke, Johannes K.; Kondratuk, Dmitry V.; Wykes, Michael; Thompson, Amber L.; Hoffmann, Markus; Drevinskas, Rokas; Chen, Wei-Hsin; Yong, Chaw Keong; Kärnbratt, Joakim; Bullock, Joseph E.; Malfois, Marc (2011-11-02). "Sistemas π en forma de cinturón: relacionando la geometría con la estructura electrónica en un nanoanillo de seis porfirinas" . Journal of the American Chemical Society . 133 (43): 17262– 17273. doi : 10.1021/ja2045919 . ISSN 0002-7863 . PMID 21939246 .  
  11. Miras, Haralampos N.; Richmond, Craig J.; Long, De-Liang; Cronin, Leroy (2012-02-29). "Monitoreo en fase de solución de la evolución estructural de un nanoanillo azul de molibdeno" . Journal of the American Chemical Society . 134 (8): 3816– 3824. doi : 10.1021/ja210206z . ISSN 0002-7863 . PMID 22257105 .  
  12. Yagi, Akiko; Segawa, Yasutomo; Itami, Kenichiro (15 de febrero de 2012). "Síntesis y propiedades de [ 9 ] ciclo-1,4-naftileno: un nanoanillo de carbono extendido π" . Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 134 (6): 2962–2965 . doi : 10.1021/ja300001g . ISSN 0002-7863 .