Vielsegmentige Nanostäbe: Templatsynthese und Eigenschaften

Graphical Abstract

Jede Komponente zählt: Vielsegmentige eindimensionale Nanostrukturen können gezielt in den Mikro- oder Nanoporen harter Template aufgebaut werden. Nach der Freisetzung aus diesen Templaten (siehe Bild) erfüllen die einzelnen Komponenten vielfältige Aufgaben zugleich. Derartige Strukturen eröffnen daher Möglichkeiten für neuartige Anwendungen, und sie weisen neue Richtungen für die Grundlagenforschung.

Abstract

Nanomaterialien gewinnen in den Natur- und Ingenieurwissenschaften rasant an Stellenwert. Für viele derartige Materialien sind inzwischen zuverlässige Synthesen verfügbar, die vielfältige Anwendungen in allen Bereichen von Nanowissenschaften und Nanotechnologie ermöglicht haben. Bisweilen ist es erwünscht, dass ein einziges Nanomaterial mehrere Funktionen zugleich ausübt, sodass sich die Forschung zu Mehrkomponenten-Nanomaterialien wie Kern-Schale- oder Legierungsnanopartikeln sowie gestreiften Nanodrähten intensiviert. Solche multifunktionalen Strukturen bieten vielversprechende Perspektiven für die Entwicklung von neuartigen Anwendungen. Dieser Aufsatz präsentiert aktuelle Fortschritte bei der Synthese vielsegmentiger eindimensionaler Nanostäbe und -drähte mit Metallen, Halbleitern, Polymeren, Molekülen und sogar Lücken als Komponenten. Zudem werden Anwendungen dieser Mehrkomponenten-Nanomaterialien in den Bereichen Magnetismus, Selbstorganisation, Elektronik, Biologie, Katalyse und Optik vorgestellt. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf neuen Materialien und Anwendungen, bei denen die Vorteile von Mehrkomponenten-Nanodrähten gegenüber Einkomponentenstrukturen zutage treten.