Teadlased töötasid hiljuti välja meetodi, mis võimaldab metalli nanokristallidel iseeneslikult suuremateks keerulisemateks materjalideks organiseeruda, pakkudes võimalusi järgmise põlvkonna antennide ja läätsede valmistamiseks. Need metalli nanokristallid on kuubikujulised ning organiseeruvad iseeneslikult justkui Tetrise klotsid suuremateks struktuurideks, omades üksteise suhtes täpseid orientatsioone.
Teadlased töötasid välja meetodi, mis paneb hõbeda nanokuubid erinevateks struktuurideks korrastuma. Selliseid struktuure saaks kasutada antennides ja läätsedes. Pilt: Tao Research Group, UC San Diego Jacobs School of Engineering
Antud uurimus kuulub uude uurimusvaldkonda – nanoplasmoonikasse – kus teadlased püüavad töötada välja materjale, mille abil saab valgust manipuleerida. Selleks kasutatakse struktuure, mis on väiksemad kui valguse lainepikkus. Antud uurimuses kasutatud nanokuupide suurus on alla 0,1 mikromeetri. Täpne orientatsioon on vajalik selleks, et kuubikesed saaksid erineva lainepikkusega valgust lõksustada (nanoskaalas antenn) või fokusseerida (nanoskaalas lääts), kirjutab Physorg.com.
,,Meie tulemustel võib olla oluline mõju uute keemiliste ja bioloogiliste sensorite valmistamisel, kus valgus molekulidega reegeerib. Lisaks saaks meie tööd kasutada optiliste vooluringide valmistamisel, kus valgust kasutatakse info edastamisel, ” lausus Andrea Tao, üks uurimuses osalenud teadlasi.
Antennide ja läätsede sarnaste objektide valmistamiseks kasutab Tao töörühm keemiliselt sünteesitud metalli nanokristalle. Neid nanokristalle saab sünteeside erinevates kujudes – antud uurimuse jaoks valmistati pisikesed kristallilisest hõbedast koosnevad kuubikesed, mis suudavad pärast iseorganiseerumist endasse valgust lõksustada. Valguse lõksustamine üliväikesesse ruumi võimaldaks valmistada ülitundlikke optilisi sensoreid, mis võimaldaksid teadlastel uurida üksiku molekuli käitumist, reageerimist ja muutumist ajas.
Kuubikeste organiseerumise kontrollimiseks töötasid Tao ja tema töökaaslased välja meetodi kinnitamaks polümeeriahelaid hõbeda kuubi pinnale – need ahelad muudavad viisi, kuidas kuubid omavahel käituvad. Tavaliselt, kui kuubisarnased objektid kuhjuvad, asetuvad need külg-külje kõrvale justkui Tetrise klotsid. Simulatsioonide abil ennustas Tao töörühm aga, et kui asetada kuupide külgedele lühikesed polümeeriahelad, kuhjuksid need tavalisel viisil. Kui kasutada aga pikkasid polümeeriahelaid, korrastuvad kuubid äär-ääre vastu. See lähenemine on lihtne, robustne ja paindlik.
Oma meetodi demonstreerimisel valmistasid teadlased nanokuupidest nende kahe erineva orientatsiooniga makroskoopilisi kilesid ning näitasid, et need kiled peegeldavad ja edastavad erineva lainepikkusega valgust.
Teadusartikkel: “Self-orienting nanocubes for the assembly of plasmonic nanojunctions“
Leave a Reply