Nanohoja

Una nanohoja es una nanoestructura bidimensional con un espesor en una escala que va de 1 a 100  nm. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

Un ejemplo típico de una nanohoja es el grafeno , el material bidimensional más delgado (0,34  nm) del mundo. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Consiste en una sola capa de átomos de carbono con redes hexagonales .

A partir de 2017, las nanohojas de silicio se estaban utilizando para prototipar futuras generaciones de transistores  pequeños (5 nm) . ^{[ 6 ]}

Las nanohojas de carbono (procedentes del cáñamo) pueden ser una alternativa al grafeno como electrodos en supercondensadores . ^{[ 7 ]}

Las nanohojas de óxido de cobalto y litio se muestran prometedoras para su uso como cátodos en aplicaciones de baterías de iones de litio . ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Los métodos de síntesis de nanohojas más comúnmente utilizados emplean un enfoque ascendente, por ejemplo, preorganización y polimerización en interfaces como películas de Langmuir-Blodgett , ^{[ 11 ]} síntesis en fase de solución y deposición química de vapor (CVD). ^{[ 12 ]} Por ejemplo, las nanohojas de CdTe ( telururo de cadmio ) podrían sintetizarse precipitando y envejeciendo nanopartículas de CdTe en agua desionizada. ^{[ 13 ]} La formación de nanohojas de CdTe flotantes se debió a la atracción hidrofóbica direccional e interacciones electrostáticas anisotrópicas causadas por el momento dipolar y pequeñas cargas positivas. Las simulaciones moleculares a través de un modelo de grano grueso con parámetros de cálculos de mecánica cuántica semiempírica pueden usarse para probar el proceso experimental.

Se pueden obtener láminas ultradelgadas de PbS ( azufre de plomo ) monocristalinas a microescala en las dimensiones x e y mediante un método de síntesis coloidal en caliente. ^{[ 14 ]} Se utilizaron compuestos con cloroalcanos lineales como el 1,2-dicloroetano que contienen cloro durante la formación de las láminas de PbS. Las láminas ultradelgadas de PbS probablemente resultaron de la unión orientada de las nanopartículas de PbS de forma bidimensional. Las facetas altamente reactivas se consumieron preferentemente en el proceso de crecimiento, lo que condujo al crecimiento del cristal de PbS en forma de lámina.

Las nanohojas también se pueden preparar a temperatura ambiente. Por ejemplo, se sintetizaron nanohojas hexagonales de PbO (óxido de plomo) utilizando nanopartículas de oro como semillas a temperatura ambiente. ^{[ 3 ]} El tamaño de la nanohoja de PbO se puede ajustar mediante nanopartículas de oro y Pb ²⁺concentración en la solución de crecimiento. No se emplearon surfactantes orgánicos en el proceso de síntesis. La unión orientada, en la que las láminas se forman por agregación de pequeñas nanopartículas que tienen cada una un momento dipolar neto , ^{[ 15 ] [ 16 ]} y la maduración de Ostwald ^{[ 17 ]} son ​​las dos razones principales para la formación de las nanoláminas de PbO. El mismo proceso se observó para las nanopartículas de sulfuro de hierro. ^{[ 18 ]}

Se han producido nanohojas de carbono utilizando fibras de cáñamo industrial mediante una técnica que consiste en calentar las fibras a más de 180 °C (350 °F) durante 24 horas. El resultado se somete a un calor intenso que provoca la exfoliación de las fibras en una nanohoja de carbono. Esto se ha utilizado para crear un electrodo para un supercondensador con cualidades electroquímicas comparables a las de los dispositivos fabricados con grafeno . ^{[ 7 ]}

También se han sintetizado nanohojas metálicas mediante un método basado en soluciones, reduciendo precursores metálicos, incluyendo paladio, ^{[ 19 ]} rodio, ^{[ 20 ]} y oro. ^{[ 21 ]}