Cover StoryPentru a ajunge la aplicaţii, trebuie pași suplimentari prin care nano-obiectelepreparate prin diferite metode experimentale să fie integrateîn dispozitive precum tranzistori cu efect de câmpde tehnici litografice de rezoluţii diferite,fotolitografia şi litografia cu electroni, cercetătoriidin INFM au realizat dispozitiveelectronice care să aibă ca element activun astfel de nano-obiect, un fir de oxid dezinc. În aplicaţia realizată, firul de oxid dezinc a devenit canalul unui tranzistor cuefect de câmp. În figura de mai sus, se poateobserva un astfel de nanofir contactatelectric folosind seria amintită de tehnicilitografice, iar alături sunt prezentate şicaracteristicile de tranzistor cu efect decâmp măsurate pe acest dispozitiv. Trebuiesă menţionăm că la nivel mondial suntpublicate mii şi zeci de mii de lucrări încare sunt prezentate metode de obţinerea nanostructurilor de diferite feluri. Cutoate acestea, lucrările care să meargă maideparte şi să integreze nano-obiecteleamintite într-un mod controlat în circuiteelectronice reprezintă doar un procent extremde redus din acestea şi este un aspectpozitiv că cercetătorii români din INFMfac parte din clubul select al celor ce potface acest lucru.Creşterea potenţialuluiaplicativ prin adăugareade noi funcţionalităţiDrumul spre aplicaţii nu se opreşte aici.Spre exemplu, astfel de nanofire cu proprietăţielectrice bine controlate pot fi acoperitecu proteine capabile să facă respectivultranzistor un detector deosebit de sensibilpentru anumite molecule specifice. Cercetătoriidin INFM sunt implicaţi într-unastfel de proiect de tip EUROCORE, încare suprafaţa nanofirului urmează să fiefuncționalizată cu proteine specifice detecţieimirosurilor şi care va duce la creareaunui dispozitiv cu abilităţi de determinarea anumitor molecule semnal, mult superioareabordărilor clasice. Aplicaţiile unorastfel de detectori sunt nenumărate, pornindde la monitorizarea mediului, pânăla combaterea traficului de droguri saude substanţe periculoase şi monitorizareasănătăţii, cu costuri reduse, mai simple şimult mai practice decât sistemele existenteacum pe piaţă. Ceea ce trebuie subliniatîn acest exemplu este faptul că, într-untimp foarte scurt de la darea în folosinţăa noilor infrastructuri din cadrul INFM,s-a ajuns deja la exploatarea eficientă aacestora şi s-au obţinut rezultate notabile,atât din punctul de vedere al cercetăriifundamentale, cât şi al aplicaţiilor. Abordareadescrisă poate fi folosită şi pentrualte tipuri de nanofire, de exemplu CdTe,CdS sau alţi semiconductori din grupele2-6 sau 3-5 pentru aplicaţii optoelectronice,precum fotodetectorii de mare rezoluţie,nanofirele de Co, Ni sau Fe pentrudetectori de câmp magnetic sau aplicaţii înstocarea informaţiei.10 MARKET WATCH 1 SEPTEMBRIE - 15 OCTOMBRIE <strong>2013</strong>Metoda şablon se bazează pe o infrastructurărelativ simplă, dar rezultatele sunt extraordinareprin prisma controlului asupra morfologieinanostructurilor obţinute
Abordăricare duc spre aplicaţiila scală industrialăSunt şi cazuri în care astfel de nanoobiecteobţinute prin abordări specificemodifică extrem de drastic proprietăţilespecifice ale unor materiale relativ banale.Tot oxidul de zinc, sub formă de prismehexagonale submicronice care acoperă unmaterial textil, poate duce la modificareadrastică a proprietăţilor de udare aleacestuia. Este un efect care a fost observatpentru prima dată la frunzele de lotus şicare are drept consecinţă obţinerea unormateriale posedând proprietăţi de autocurăţare.În acest caz, metoda de preparareeste aşa-numita metodă de depunereelectroless, cunoscută de mai mult de 150de ani, care iniţial a fost aplicată pentrudepunerea metalelor pe suprafeţe neconductoarepentru obţinerea de oglinzi(argint) sau pentru acoperiri protectoaresau decorative (crom, nichel, cupru). Iatăcum, aplicate pentru un material nouşi pe un substrat ne-clasic, rezultateleobţinute sunt spectaculoase. Mai multdecât modificarea proprietăţilor de udare,acoperirea cu prismele microscopice deoxid de zinc îmbunătăţesc şi proprietăţileoptice ale materialului textil respectiv.Ceea ce este extrem de important în acestcaz este că abordarea este foarte simplă şiuşor scalabilă, fiind posibile cu uşurinţăaplicaţii la scală industrială.de curând de cercetătorii din INFM, esteelectrospinning-ul, metoda ce permiteproducerea de fibre polimerice cu diametrefoarte mici într-un câmp electricfoarte intens. Metoda permite obţinere decantităţi relativ mari de fibre microscopicecu proprietăţile morfologice, structuraleşi compoziţionale dorite. Mai multdecât atât, metoda a fost recent adaptatăşi pentru prepararea unor fibre anorganice,metalice sau semiconductoare prinprocese suplimentare de funcţionalizare.Creşte interesul actorilordin zona comercialăCeea ce am dorit să subliniem prinexemplele date a fost faptul că, îmbinareapotrivită de cercetători cu experienţă şiinfrastructura de cercetare adecvată, aşaCover Storycum găsim în INFM, duc la dezvoltareaunor metode de preparare a materialelornanostructurate cu larg potenţial aplicativ.Abordările descrise au atras dejaactori din zona comercială, atât companiimici şi mijlocii, cât şi companii maritransnaţionale, interesate de colaborărireciproc avantajoase. Practic, direcţiilede cercetare de acest fel sunt cele care voraduce României tranziţia către o producţieindustrială cu valoare adăugată din ceîn ce mai mare şi cu potenţial în găsireade pieţe de desfacere noi. Electrospinning-ul,o metodă promiţătoareDe fapt, obţinerea materialelor nanostructurateîn cantităţi mari, cu costurirezonabile, reprezintă una din problemelecele mai acute ale nanotehnologiei. Demulte ori, cantităţile de material obţinutesunt de nivelul milionimilor sau miimilorde gram, mult insuficiente în comparaţiecu nevoile pieţei şi la preţuri de cost carefac aurul să pară un material ieftin. Chiarîn cazul unor materiale în vogă, precumnanotuburile de carbon sau grafena, seîntâlneşte această problemă, acesta fiindun motiv pentru aplicaţiile limitate existentela momentul actual pe piaţă. Cercetătoriidin INFM au căutat întotdeaunasă abordeze tehnici de preparare care potdepăşi aceste dificultăţi, fiind conştienţică aplicaţiile de succes pot fi realizate numaifolosind metode care permit scalarea.O metodă foarte interesantă, abordatăAbordări simple, precum preparările chimice sau electrospinning-ul au rezultate extremde spectaculoase din punct de vedere al aplicabilităţii – de la textile cu proprietăţi deautocurăţare la fibre luminescente1 SEPTEMBRIE - 15 OCTOMBRIE <strong>2013</strong>MARKET WATCH 11