Forskere udvikler en ny model til at forudsige de optiske egenskaber af nanostrukturer

Kemikere fra University of British Columbia har udviklet en ny model til at forudsige de optiske egenskaber af ikke-ledende ultrafine partikler.

Fundet kan hjælpe med at informere designet af skræddersyede nanostrukturer, og være til nytte på en lang række områder, herunder fjernmåling af atmosfæriske forurenende stoffer og undersøgelse af kosmisk støvdannelse.

Aerosoler og nanopartikler spiller en nøglerolle i atmosfæriske processer som industrielle forurenende stoffer, i interstellar kemi og i lægemiddelleveringssystemer, og er blevet et stadig vigtigere forskningsområde. De er ofte komplekse partikler, der består af enklere byggesten.

Nu viser forskning offentliggjort i denne uge af UBC-kemikere, at de optiske egenskaber af mere komplekse ikke-ledende nanostrukturer kan forudsiges baseret på en forståelse af de simple nanoobjekter, der udgør dem. Disse optiske egenskaber giver igen forskere og ingeniører en forståelse af partiklens struktur.

"Enginering af komplekse nanostrukturer med særlige infrarøde reaktioner involverer typisk enormt komplekse beregninger og er en smule hit og miss, " siger Thomas Preston, en forsker ved UBC Department of Chemistry.

"Vores løsning er en relativt simpel model, der kunne hjælpe os med at udvikle nanomaterialer mere effektivt med de egenskaber, vi ønsker, og hjælpe os med at forstå egenskaberne af disse små partikler, der spiller en vigtig rolle i så mange processer."

Resultaterne blev offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences .

"For eksempel, egenskaberne af en mere kompleks partikel, der består af et hulrum og en kernestruktur, kan forstås som en hybrid af de individuelle stykker, der udgør den, " siger UBC professor Ruth Signorell, en ekspert i karakterisering af molekylære nanopartikler og aerosoler og medforfatter til undersøgelsen.

Forsøget testede også modellen mod CO2-aerosoler med en kubisk form, som spiller en rolle i skydannelsen på Mars.