นักวิทยาศาสตร์ซึ่งได้รับการสนับสนุนทุนวิจัยจากสหภาพยุโรป ได้พัฒนาวัสดุนาโนผ่านการใช้นวัตกรรมด้านไฟฟ้า ซึ่งทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้สารละลายในน้ำ (สารละลายที่ตัวทำละลายเป็นน้ำ)

เนื่องด้วยวัสดุนาโนนั้นมีขนาดเล็กมาก ทำให้วัสดุนาโนสามารถถูกนำไปใช้เป็นหน่วยโครงสร้าง เพื่อพัฒนาอุปกรณ์ที่มีโครงสร้างซับซ้อนและมีคุณสมบัติตามที่เราต้องการได้ เราสามารถปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของวัสดุนาโน เพื่อที่จะสามารถนำวัสดุนาโนไปประยุกต์ใช้ได้ในหลาย ๆ สาขา เช่น อิเล็กทรอนิกส์ และพลังงาน

ทีมวิจัยนานาชาติของโครงการ NANEL ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากสหภาพยุโรปได้ใช้เกลือหลอมเหลวและตัวทำละลายที่มีประจุ ณ อุณหภูมิห้องแทนการใช้สารละลายในน้ำในการพัฒนาวัสดุนาโน ซึ่งการใช้สารละลายที่ตัวทำละลายไม่ใช่น้ำจะมีประโยชน์ต่อการพัฒนาวัสดุบางชนิด เช่น วัสดุที่สูญเสียเสถียรภาพเมื่ออยู่ในน้ำและวัสดุที่ไม่สามารถตกตะกอนได้ด้วยวิธีอิเล็กโทรไลซิส

ทีมนักวิจัยประสบความสำเร็จในการพัฒนาสารประกอบออกไซด์ที่มีความพรุนตัวสูงและมีการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ขั้วบวก เช่น อะลูมิเนียมออกไซด์หรืออะลูมินาและไทเทเนียมไดออกไซด์หรือไทเทเนีย โดยกว่าจะพัฒนาสารนี้ได้ ทีมนักวิจัยต้องศึกษาค้นคว้าวิธีการเกิดของรูพรุนในระดับนาโนที่มีการเรียงตัวเป็นระเบียบเรียบร้อยและกลไกการใช้วิธีอิเล็กโทรไลซิสในการตกตะกอนของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ (สารละลายที่แตกตัวเป็นไออนได้บางส่วนหรือทั้งหมดและยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้) ในตัวทำละลายไม่ใช่น้ำ

ทีมนักวิจัยได้ทำการทดลองซึ่งไม่เคยมีใครทำมาก่อนนั่นคือ การนำไอออนของตัวทำละลายที่มีประจุไปวางบนแผ่นอะลูมิเนียมออกไซด์ที่มีความพรุนตัวซึ่งใช้อะลูมิเนียมเป็นสารตั้งต้น จากนั้นก็สร้างแบบจำลองเพื่อเลียนแบบการรวมตัวของอนุภาคจนกลายเป็นผลึกและการเติบโตของโครงสร้างนาโนในรูปแบบต่าง ๆ โดยแบบจำลองที่ถูกพัฒนาขึ้นจะอาศัยหลักการการขนส่งและปฏิกิริยาของไอออนเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในช่วงการตกตะกอนของไอออน

เส้นลวดนาโนชนิดโลหะสามารถนำไปผ่านที่อุณหภูมิใกล้จุดหลอมละลายเพื่อใช้เป็นสารตั้งต้นในการสร้างเส้นลวดนาโนชนิดกึ่งตัวนำ ดังนั้น จึงถือได้ว่าพฤติกรรมการหลอมละลายของโลหะในแผ่นสารประกอบออกไซด์ถือเป็นปัจจัยสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเส้นลวดนาโน ด้วยเหตุนี้นักวิจัยจึงทำการศึกษาเพิ่มเติมถึงผลกระทบของความเค้นเชิงกล ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการหลอมเหลวต่อจุดหลอมละลายของเส้นลวดนาโนชนิดโลหะที่ฝังอยู่ในรูพรุนของอะลูมิเนียมออกไซด์ ซึ่งผลจากการวิจัยพบว่า ความแตกต่างระหว่างค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนของแผ่นสารประกอบออกไซด์และของเส้นลวดนาโนที่อยู่ในรูมีผลทำให้เกิดความเค้นอัดอย่างสูงมาก

อีกหนึ่งความสำเร็จของทีมวิจัยคือ การสังเคราะห์สารประกอบออกไซด์แม่เหล็กที่มีขนาดระดับนาโน เพื่อนำไปใช้ในการสร้างตัวเซนเซอร์และสังเคราะห์สารผสมของสารประกอบซัลไฟด์หลายชนิดเพื่อนำไปสร้างเซลล์แสงอาทิตย์

ที่มา: http://cordis.europa.eu/result/rcn/150866_en.html